• 제목/요약/키워드: adaptive energy threshold

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무선 센서 네트워크 환경에서 적응형 임계값 설정 방법 (An Adaptive Threshold Method in Wireless Sensor Network Environments)

  • 김인태;김두용
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.23-27
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    • 2008
  • Wireless sensor networks are emerging as a solution for a wide range of data gathering applications. The most difficult challenge for the design of sensor nodes is the need for significant reductions in energy consumption. The threshold methods which filter redundant and similar data can be used to save energy. In this paper, we propose the adaptive threshold method to effectively manage the energy in wireless sensor nodes. In the adaptive threshold method, wireless sensor nodes can change the thresholds dynamically as the sensing environments vary. The simulation results show that the adaptive threshold method works very effectively even when we experience the significant volatility in the data. This scheme can be used in order to monitor the malfunction in the equipment of semiconductor manufacturing line.

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오경보 확률 제어를 통한 적응적 임계치 사용 에너지 검출 스펙트럼 센싱의 성능 분석 (Performance Analysis of Energy Detection Spectrum Sensing Using Adaptive Threshold through Controlling False alarms)

  • 서성일;이미선;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.61-65
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    • 2013
  • 본 논문에서는 기존 에너지 스펙트럼 센싱 할 경우 고정된 FA를 기반으로 정해진 임계값에 따라 센싱이 진행된다. 하지만 SNR 상태가 높다면 낮은 레벨의 SNR에서보 비해 오경보 확률이 일어날 확률이 상대적으로 적어진다. 따라서 90%로 이상의 검출확률을 얻는 구간에 대하여 FA를 제어하는 방법으로 오경보 확률을 높게 설정하지 않아도 검출확률이 유지 되는지를 확인한다. 따라서 CR사용자의 SNR 상태에 따라 FA값을 컨트롤하여 적응적 임계값을 얻는 시스템 모델을 제안하고 성능을 분석한다.

A Cooperative Spectrum Sensing Scheme with an Adaptive Energy Threshold in Cognitive Radios

  • Van, Hiep-Vu;Koo, In-Soo
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제9권4호
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    • pp.391-395
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    • 2011
  • Cognitive radio (CR) technique is a useful tool for improving spectrum utilization by detecting and using the vacant frequency bands while avoiding interference to the primary user. The sensing performance in a CR network can be improved by allowing some CR users to perform cooperative spectrum sensing. In this paper, we propose a new sensing algorithm that utilizes an adaptive energy threshold for cooperative spectrum sensing in which a changeable energy threshold is adopted by the CR users for improving local sensing performance. Through the proposed scheme, the reliability of global decision can be enhanced mainly due to the improvement in local sensing performance.

무선 센서 네트워크에서 에너지 소모 모델의 임계값을 고려한 클러스터링 기법 (A Clustering Method Considering the Threshold of Energy Consumption Model in Wireless Sensor Networks)

  • 김진수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.3950-3957
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    • 2010
  • 무선 센서 네트워크는 한정된 자원의 센서 노드들로 구성되어 있고, 한번 구성된 후에는 유지 보수가 어렵다는 단점을 갖고 있다. 따라서 무선 센서 네트워크에서는 에너지 소비를 최소화하고, 한정된 자원을 효율적으로 사용하여 네트워크 수명을 최대화하는 것이 중요한 문제이다. 본 논문에서는 클러스터링 방식에서 클러스터 수를 효율적으로 지정하여 에너지 소모량을 최적화하는 기법을 제안한다. 이 기법은 무선 전송에 소비되는 에너지양은 거리(임계값)에 따라 많은 차이가 있으므로 이러한 임계값을 고려하여 클러스터 수를 지정함으로써 에너지 소비를 줄이는 방식이다. 실험을 통하여 제안된 클러스터링 기법은 LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)에 비해 전체 에너지 소모량 측면에서 높은 성능을 나타냄을 확인하였다.

인지 무선 시스템에서 적응형 임계치를 적용한 개선된 에너지 검출기 (Improved Energy Detector using Adaptive Thresholds in Cognitive Radio System)

  • 김종호;황승훈;오민석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권10A호
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    • pp.949-955
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    • 2008
  • 본 논문에서는 기존의 에너지 검출기의 성능이 왜곡된 통신 환경에 취약하다는 점을 보완하기 위해 적응형 임계치를 적용한 에너지 검출기를 제안하고 필요한 매개 변수 값을 도출하여 성능을 비교 분석한다. 제안한 방식을 적용한 성능은 사용자의 이동 속도가 느린 채널 상창인 3 km/h와 오경보 확률이 $P_f=10^{-1}$ 인 경우 주로 성능의 이득을 보았다.

Adaptive Algorithms for Bayesian Spectrum Sensing Based on Markov Model

  • Peng, Shengliang;Gao, Renyang;Zheng, Weibin;Lei, Kejun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권7호
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    • pp.3095-3111
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    • 2018
  • Spectrum sensing (SS) is one of the fundamental tasks for cognitive radio. In SS, decisions can be made via comparing the test statistics with a threshold. Conventional adaptive algorithms for SS usually adjust their thresholds according to the radio environment. This paper concentrates on the issue of adaptive SS whose threshold is adjusted based on the Markovian behavior of primary user (PU). Moreover, Bayesian cost is adopted as the performance metric to achieve a trade-off between false alarm and missed detection probabilities. Two novel adaptive algorithms, including Markov Bayesian energy detection (MBED) algorithm and IMBED (improved MBED) algorithm, are proposed. Both algorithms model the behavior of PU as a two-state Markov process, with which their thresholds are adaptively adjusted according to the detection results at previous slots. Compared with the existing Bayesian energy detection (BED) algorithm, MBED algorithm can achieve lower Bayesian cost, especially in high signal-to-noise ratio (SNR) regime. Furthermore, it has the advantage of low computational complexity. IMBED algorithm is proposed to alleviate the side effects of detection errors at previous slots. It can reduce Bayesian cost more significantly and in a wider SNR region. Simulation results are provided to illustrate the effectiveness and efficiencies of both algorithms.

Reversible Watermarking with Adaptive Embedding Threshold Matrix

  • Gao, Guangyong;Shi, Yun-Qing;Sun, Xingming;Zhou, Caixue;Cui, Zongmin;Xu, Liya
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권9호
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    • pp.4603-4624
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    • 2016
  • In this paper, a new reversible watermarking algorithm with adaptive embedding threshold matrix is proposed. Firstly, to avoid the overflow and underflow, two flexible thresholds, TL and TR, are applied to preprocess the image histogram with least histogram shift cost. Secondly, for achieving an optimal or near optimal tradeoff between the embedding capacity and imperceptibility, the embedding threshold matrix, composed of the embedding thresholds of all blocks, is determined adaptively by the combination between the composite chaos and the average energy of Integer Wavelet Transform (IWT) block. As a non-liner system with good randomness, the composite chaos is suitable to search the optimal embedding thresholds. Meanwhile, the average energy of IWT block is calculated to adjust the block embedding capacity, and more data are embedded into those IWT blocks with larger average energy. The experimental results demonstrate that compared with the state-of-the-art reversible watermarking schemes, the proposed scheme has better performance for the tradeoff between the embedding capacity and imperceptibility.

통계적 여과기법에서 퍼지 규칙을 이용한 적응적 보안 경계 값 결정 방법 (An Adaptive Threshold Determining Method in Senor Networks using Fuzzy Logic)

  • 선청일;조대호
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.177-180
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    • 2008
  • There are many application areas of sensor networks, such as surveillance, hospital monitoring, and home network. These are dependent on the secure operation of networks, and will have serious outcome if the networks is injured. An adversary can inject false data into the network through the compromising node. Ye et al. proposed a statistical en-route filtering scheme (SEF) to detect such false data during forwarding process. In this scheme, it is important that the choice of the threshold value since it trades off security and overhead. This paper presents an adaptive threshold value determining method in the SEF using fuzzy logic. The fuzzy logic determines a security distance value by considering the situation of the network. The Sensor network is divided into several areas by the security distance value, it can each area to uses the different threshold value. The fuzzy based threshold value can reduce the energy consumption in transmitting.

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가변 임계값을 이용한 지각 필터의 적응적인 음질 개선 알고리즘 (Adaptive Enhancement Algorithm of Perceptual Filter Using Variable Threshold)

  • 차형태
    • 한국음향학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.446-453
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    • 2004
  • 본 논문에서는 잡음에 의해 열화된 오디오 신호를 가변 임계값을 이용한 적응 지각 필터를 사용하여 음질을 개선하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 적응 지각 필터는 신호 구간마다 달라지는 신호의 세기와 잡음의 영향 정도를 고려하여 임계값을 가변적으로 조정함으로써 잔여 잡음을 효과적으로 제어하는 방식으로 지각적으로 개선된 음질의 신호를 얻을 수 있다 제안한 방식은 잡음에 의해 열화된 오디오 신호를 주파수 영역으로 변환한 후 임계 대역 기반의 임계 대역 에너지 (Critical intensity energy)와 마스킹 영향이 고려된 청각 자극 에너지 (Excitation energy)를 계산한 다음, 지각 필터를 기반으로 한 적응 지각 필터 알고리즘으로 각 단계별 지각 필터 응답을 임계값으로 이용하여 가변 임계값이 재조정되는 단계를 결정하게 된다. 신호의 구간별 에너지 크기에 의한 잡음에 의해 열화된 정도의 차이를 가변 임계값을 이용하여 고려함으로써 잔여 잡음의 효과적인 제어가 가능하게 된다. 제안한 방법은 다양한 신호대 잡음비에서 열화된 오디오 신호를 입력으로 사용하였다. 입력 신호대 잡음비가 15dB, 20dB, 25dB와 30dB의 각각의 경우에 대하여 잡음대 마스킹비 (Noise-to-mask ratio, NMR)와 청감 테스트 (Mean opinion score, MOS Test)를 시행하였다. 그 결과, 잡음대 마스킹비의 개선 측면에서 각각의 경우에 대해 17.4dB, 15.3dB, 12.8dB, 9.8dB의 개선을 확인할 수 있었고, 청감 테스트의 개선 측면에서는 각각 2.9, 2.5, 2.3, 1.7의 개선된 음질을 확인할 수 있었다.

인지 무선 시스템에서 스펙트럼 감지를 위한 적응 에너지 검파 (Adaptive Energy Detection for Spectrum Sensing in Cognitive Radio)

  • 임창헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권8호
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    • pp.42-46
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    • 2010
  • 에너지 검파 형태의 스펙트럼 감지는 수신 신호의 에너지를 검파 임계값과 비교하여 1차 사용자(primary user)의 활동 여부를 탐지한다. 그런데 이때 임계값은 달성하고자 하는 오류 경보 확률 및 잡음의 에너지 수준과 밀접한 관련을 갖는다. 따라서 만약 잡음의 에너지 수준이 변한다면 임계값도 조정되어야 한다. 현재까지 발표된 에너지 검파에 대한 연구들은 대부분 잡음의 에너지 수준을 이미 알고 있다는 것을 전제로 한 것이었다. 본 논문에서는 잡음의 백색성을 전제로 하여 임계값을 조절하는 방안을 제안하고, 그에 따른 검파 성능 분석 결과를 제시하고자 한다. 분석 결과, 제안한 방식은 잡음 에너지 수준과는 상관없이 일정한 오류 경보 확률을 달성할 수 있으며, 잡음 에너지를 추정하는데 사용되는 신호의 대역폭과 에너지 측정 기간의 곱이 커질수록 스펙트럼 감지 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.