Kim, Sung-Un;Cheon, Hyun-Soo;Seo, Sang-Bo;Song, Seung-Mi;Park, Seon-Yeong
Journal of Information Processing Systems
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v.6
no.1
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pp.53-66
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2010
The energy efficiency is a key design issue to improve the lifetime of the underwater sensor networks (UWSN) consisting of sensor nodes equipped with a small battery of limited energy resource. In this paper, we apply a hexagon tessellation with an ideal cell size to deploy the underwater sensor nodes for two-dimensional UWSN. Upon this setting, we propose an enhanced hybrid transmission method that forwards data packets in a mixed transmission way based on location dependent direct transmitting or uniform multi-hop forwarding. In order to select direct transmitting or uniform multi-hop forwarding, the proposed method applies the threshold annulus that is defined as the distance between the cluster head node and the base station (BS). Our simulation results show that the proposed method enhances the energy efficiency compared with the existing multi-hop forwarding methods and hybrid transmission methods
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.36
no.4B
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pp.405-411
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2011
As the interest in ocean environment monitoring and ocean development has been increased, the need for researches on underwater wireless sensor network (UWSN) and low power consuming acoustic modem for UWSN has been arisen. In this paper, we design and implement a micro-modem equipped with a tiny and omnidirectional transducer for underwater acoustic communications. In addition, we make experiments in a water tank and a pond in order to verify the performance of the developed modem in terms of supply voltage and communication distance, and analyze the results. According to the outdoor experiments, the modem can send data wirelessly in underwater at a distance of 40 meter with a data rate of 200 bps and a bit error rate of $10^{-5}$ when the supply voltage is 12 V. Due to its small size, low power consumption and omnidirectional property, it is expected that the modem which is implemented in this paper could be utilized for various applications based on UWSN.
This research develops a sensorless hydraulic servo system of Parallel-Typed robot for harbour construction. Purpose of the robot is to mechanize the construction, which is accomplished through a joystick's operating by a stoneworker (or diver). The robot is attached on the end of an excavator as its attachment or transported by a crane to reach the desired place. The embedded compact controller is installed on the robot body and controlled by wireless telecommunication. For underwater work, it is necessary to waterproof the robot and its sensors. Especially, a sensor waterproof is a main drawback for the underwater robot. This leads us to develop a hydraulic robot position controller using an observer which gives the position information without any position sensor. We design a neural network to identify the displacement change according to the command voltage to servo valve. To verify the sensorless controller, this paper presents the performance of the sensorless control for which the position is given by the observer comparing with that of the sensor control for which the position is measured by LVDT sensors.
Draz, Umar;Ali, Tariq;Zafar, Nazir Ahmad;Alwadie, Abdullah Saeed;Irfan, Muhammad;Yasin, Sana;Ali, Amjad;Khattak, Muazzam A. Khan
ETRI Journal
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v.43
no.3
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pp.414-426
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2021
In the task of data routing in Internet of Things enabled volatile underwater environments, providing better transmission and maximizing network communication performance are always challenging. Many network issues such as void holes and network isolation occur because of long routing distances between nodes. Void holes usually occur around the sink because nodes die early due to the high energy consumed to forward packets sent and received from other nodes. These void holes are a major challenge for I-UWSANs and cause high end-to-end delay, data packet loss, and energy consumption. They also affect the data delivery ratio. Hence, this paper presents an energy efficient watchman based flooding algorithm to address void holes. First, the proposed technique is formally verified by the Z-Eves toolbox to ensure its validity and correctness. Second, simulation is used to evaluate the energy consumption, packet loss, packet delivery ratio, and throughput of the network. The results are compared with well-known algorithms like energy-aware scalable reliable and void-hole mitigation routing and angle based flooding. The extensive results show that the proposed algorithm performs better than the benchmark techniques.
In this paper, we analysis to consider the performance of PSPM (Phase Shift Pulse-position Modulation), the one of the low power communication technique, in near-field underwater sound channel by sea trial. PSPM is a QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) modulation combined with PPM(Pulse Position Modulation) for low power communication in WBAN(Wireless Body Area Network). It is known that the bandwidth efficiency of PSPM is lower than conventional PSK but the power efficiency increases. In this paper, we will analyze the BER performance of PSPM using data acquired from the sea trials. The BER of QPSK was $6.04{\times}10^{-2}$, PSPM was $3.5{\times}10^{-1}$. Also, PSNR of QPSK was 9.37 dB and in case of PSPM was 9.11 dB.
Khan, Anwar;Javaid, Nadeem;Ali, Ihsan;Anisi, Mohammad Hossein;Rahman, Atiq Ur;Bhatti, Naeem;Zia, Muhammad;Mahmood, Hasan
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.10
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pp.4844-4864
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2017
Interference-aware routing protocol design for underwater wireless sensor networks (UWSNs) is one of the key strategies in reducing packet loss in the highly hostile underwater environment. The reduced interference causes efficient utilization of the limited battery power of the sensor nodes that, in consequence, prolongs the entire network lifetime. In this paper, we propose an energy-efficient interference-aware routing (EEIAR) protocol for UWSNs. A sender node selects the best relay node in its neighborhood with the lowest depth and the least number of neighbors. Combination of the two routing metrics ensures that data packets are forwarded along the least interference paths to reach the final destination. The proposed work is unique in that it does not require the full dimensional localization information of sensor nodes and the network total depth is segmented to identify source, relay and neighbor nodes. Simulation results reveal better performance of the scheme than the counterparts DBR and EEDBR techniques in terms of energy efficiency, packet delivery ratio and end-to-end delay.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.27
no.10
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pp.101-106
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2013
This paper proposes the new high precision monitoring sensor for the Marine Installation. Among variety of sensor network systems, wireless information transmission through the marine is one of the enabling technologies for the development of future marine-observation systems and sensor networks. Applications of marine monitoring range from oil industry to aquaculture, and include instrument monitoring, pollution control, climate recording, prediction of natural disturbances. For these marine applications to be available, however, the provision of precise location information using monitoring sensor is essential. In this paper, the dynamic characteristics for obtaining the location information of monitoring sensor is analyzed. The theoretical and experimental studies have been carried out. The presented results from the above investigation show considerably excellent performance for the Monitoring for the Marine Installation.
This work tackles the problem of conventional reinforcement learning scheme which has a relatively long training time to reduce energy consumption in underwater network. The enhanced scheme adjusts the learning range of reinforcement learning based on distance estimation. It can be reduce the scope of learning. To take account the fact that the distance estimation may not be accurate due to the underwater wireless network characteristics. this research added noise in consideration of the underwater environment. In simulation result, the proposed AQ-NAV scheme has completed learning much faster than existing method. AQ-NAV can finish the training process within less than 40 episodes. But the existing method requires more than 120 episodes. The result show that learning is possible with fewer attempts than the previous one. If AQ-NAV will be applied in Underwater Networks, It will affect energy efficiency. and It will be expected to relieved existing problem and increase network efficiency.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.39B
no.10
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pp.645-653
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2014
Recently, the ocean field researches such as offshore plant, ocean survey and underwater monitoring systems are garnering the attention from both academy and industry. However, the communication in underwater environment is very difficult because of the unique irregular features in water. This is the reason that the application of terrestrial protocols to the water environment is not proper. This paper proposes a routing algorithm that can enhance communication reliability by utilizing channel properties in underwater environment. We address two problems that lead to the poor communication performance, signal attenuation and multi-path problem in water. Overcoming these problems, the proposed algorithm ensures high packet delivery ratio and low transmission delay. Also, this paper evaluates the performance through simulation.
Kim, Kang-Myo;Oh, Suk-Ho;Kim, Ki-Hyung;Yoo, Seung-Wha
한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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2008.08a
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pp.73-77
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2008
제주도는 지리적 특성으로 인해 식수 및 용수를 지표수로 충당하기 어렵다. 이런 이유로 제주도에는 많은 취수장을 사용 지하수를 각종 용수로 이용하고 있다. 특히 식음수로 이용되는 지하수의 경우 수질과 유량, 탱크의 수위 등의 정보가 높은 수질과 안정적인 공급을 위해 반드시 필요하다 현재 제주도의 각 취수장에는 지하수 모니터링 시스템이 설치되어 다섯 가지 항목의 수질과 유량, 수위데이터를 수집하고 이를 바탕으로 각 취수장을 관리한다. 하지만 자연적 특성으로 인해 낙뢰가 빈번한 제주도에서 유선으로 연결된 시스템은 한 번의 낙뢰로 인해 전체 시스템이 다운될 수 있는 위험을 가지고 있다. 이런 위험을 막고자 무선 통신을 기반으로 하는 새로운 지하수 모니터링 시스템의 구축이 필요하였다. 본 논문에서는 IP-USN을 이용하여 원거리에 있는 수질, 유량 및 수위 측정 센서의 값을 무선으로 수집하고 이를 다시 중앙 모니터링 센터로 전송하는 시스템을 소개하고 시스템과 네트워크 구성 및 실제 구현에 대해 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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