• Journal of Information Processing Systems
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• 제6권2호
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• pp.147-162
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• 2010

In this paper, we present a fine-grained localization algorithm for wireless sensor networks using a mobile beacon node. The algorithm is based on distance measurement using RSSI. The beacon node is equipped with a GPS sender and RF (radio frequency) transmitter. Each stationary sensor node is equipped with a RF. The beacon node periodically broadcasts its location information, and stationary sensor nodes perceive their positions as beacon points. A sensor node's location is computed by measuring the distance to the beacon point using RSSI. Our proposed localization scheme is evaluated using OPNET 8.1 and compared with Ssu's and Yu's localization schemes. The results show that our localization scheme outperforms the other two schemes in terms of energy efficiency (overhead) and accuracy.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.43-50
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• 2018

In this paper, we propose a hexagon model-based efficient beacon frame scheduling approach for wireless sensor networks. The existing beacon frame scheduling approaches use a lot of slots and subslots for the beacon frame scheduling. Thus, the data from source nodes are not efficiently delivered to a sink node. Also in case a sink node needs to broadcast a beacon frame to the nodes in the network, delivering the beacon frame to the network nodes is not efficient as well. Thus, to solve the problem, we use a hexagon model to find the number of slots and subslots for the beacon frame scheduling. By using them for the beacon frame scheduling, the proposed approach performs better than other approaches in terms of the data transmission delay, the number of received data, the beacon transmission delay and the number of relaying the beacon frames.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권4B호
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• pp.378-385
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• 2011

본 논문에서는 제한된 실험 영역이 아닌 실제 영역에서 동적으로 비컨노드를 배치할 수 있는 3차원 삼각측량 알고리즘을 제안하고 이를 위치인식 시스템에 적용한 후 그 성능을 분석하였다. 비컨노드와 이동노드간의 거리를 계산함에 있어서 기존의 삼각측량법에서는 이들 노드간의 거리를 반지름으로 하는 3개의 원이 중첩되는 2차원 지점을 계산하지만, 제안하는 알고리즘에서는 3개의 구 표면이 중첩되는 3차원 지점을 계산하는 방법을 적용한다. 또한 제안하는 알고리즘에 의한 위치인식 시스템의 성능을 분석하기 위해 먼저 비컨노드의 배치형태를 실제의 모형으로 제작하고, 사면체인 실제 모형을 컴퓨터에서 시뮬레이션 할 수 있도록 이동노드의 거리 값 및 비컨노드 간의 임의의 거리 값 10개를 추출하여 모델링하였다. 그 다음 제안된 알고리즘과 2 차원 삼각측량법에 의해 계산된 각 이동노드의 2차원 좌표를 서로 비교하고, 제안하는 알고리즘의 3차원 좌표(z축)에 대한 위치정확도를 실제 모형의 3차원 좌표와 비교하여 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.2223-2242
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• 2019

Distance Vector-Hop (DV-Hop) algorithm is widely used in node localization. It often suffers the wormhole attack. The current researches focus on Double-Wormhole-Node-Link (DWNL) and have limited attention to Multi-Wormhole-Node-Link (MWNL). In this paper, we propose a security DV-Hop algorithm (AMLDV-Hop) to resist MWNL. Firstly, the algorithm establishes the Neighbor List (NL) in initialization phase. It uses the NL to find the suspect beacon nodes and then find the actually attacked beacon nodes by calculating the distances to other beacon nodes. The attacked beacon nodes generate and broadcast the conflict sets to distinguish the different wormhole areas. The unknown nodes take the marked beacon nodes as references and mark themselves with different numbers in the first-round marking. If the unknown nodes fail to mark themselves, they will take the marked unknown nodes as references to mark themselves in the second-round marking. The unknown nodes that still fail to be marked are semi-isolated. The results indicate that the localization error of proposed AMLDV-Hop algorithm has 112.3%, 10.2%, 41.7%, 6.9% reduction compared to the attacked DV-Hop algorithm, the Label-based DV-Hop (LBDV-Hop), the Secure Neighbor Discovery Based DV-Hop (NDDV-Hop), and the Against Wormhole DV-Hop (AWDV-Hop) algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11B호
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• pp.1373-1382
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• 2011

무선 홈 네트워크 환경에서 넓은 확장성과 저전력이 통신이 기능한 Zigbee는 홈 네트워크에서 가장 이상적인 통신기술이다. 하지만 Zigbee는 숨겨진 단말 문제와 전송 지연 문제를 항상 가지고 있어 무선 홈 네트워크에서 많이 사용되고 있지 못하고 있다. 이런 Zigbee가 가지고 있는 두 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 새로운 프레임을 제안한다. 제안하는 프레임은 슈퍼프레임 구간을 줄여서 생기는 공간에 제어 프레임 구간을 추가하는 구조를 이루어져 있다. 새롭게 구성된 제어프레임 구간에서는 제어프레임을 이용하여 단말의 상태 정보를 교환하여 숨겨진 단말 문제를 해결할 것으로 예상한다. 또한 제어 프레임 구간과 슈퍼 프레임 구간사이에 동기화에 사용되는 비콘을 넣어 하위 계층에서 발생하는 전송 지연 문제를 해결할 수 있다고 예상한다. 제안하는 프레임이 숨겨진 단말 문제와 전송 지연 문제를 해결하였는지 확인하기 위해 OPNET을 통해 Zigbee Qos Parameter 환경에서 시뮬레이션을 하였다. 전송 지연 문제를 해결여부를 확인하기 위해 전송지연시간을 측정하였으며, 숨겨진 단말 문제를 해결여부를 확인하기 위해 전송률과 처리율을 측정하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1423-1430
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• 2016

무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜에 관한 연구는 동기식 MAC 프로토콜과 비동기식 MAC 프로토콜로 구분되어 활발한 연구가 진행되어 왔다. 특히, 비동기식 MAC 프로토콜은 각 노드들이 독립적인 Duty Cycle로 동작하기 때문에 송수신자 간의 동기를 맞추기 위한 알고리즘 연구가 필수적이다. 대표적으로 수신자 주도의 (Receiver-Initiated) MAC 프로토콜은 각 노드가 Wakeup 하자마자 전송하는 Beacon을 이용하여 송수신자 간의 동기를 맞추는 알고리즘이다. 하지만, 송신자가 언제 전송될지 모르는 수신자의 Beacon을 기다리면서 불필요한 에너지 소모가 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 송수신자 사이의 최적의 중간 노드를 선정하여 성능을 향상시키는 MAC 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 기존의 알고리즘 보다 에너지 효율을 향상시키고 전송 지연 시간이 감소되는 결과를 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.1178-1181
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• 2009

Geographic forwarding algorithms을 사용하는 Georouting protocol에서는 route maintenance을 위해서 고정된 주기마다 beacon message을 이웃노드에 전송하는 fixed periodical beacon based route algorithm을 사용하여 mobile node 정보를 습득한다. Fixed periodical beacon scheme에서의 기존 연구 이슈는 이웃노드 정보의 신뢰성을 유지하기 위해서 다양한 mobility environment 환경에 맞도록 beacon 전송주기를 적절히 결정하는 연구가 진행되어 왔다. 이와 같은 연구에서는 long periodical interval 사용 시 이웃노드의 위치정보 error을 발생시킬 확률이 높으며 또한 short periodical interval 의 경우 네트워크 내에 high route overhead 을 유발시키는 단점을 가지고 있다. 따라서 고정된 주기 방법은 다양한 mobility environment에 잘 적용되지 못하며 또한 mobility environment 에서 발생하는 route maintenance 내에 이웃노드 정보에 대한 불확실성 문제가 빈번이 발생하여 경로 설정에 잘못된 정보를 제공하여 경로 신뢰성(path reliability)과 낮은 전송률 (transmission rate)을 야기한다. 본 논문에서는 이런 이웃노드 정보의 불확실성 문제를 극복하기 위해서 mobile node가 스스로 자신의 위치를 체크하여 routing table을 능동적으로 갱신하는 방법을 이용하여 이 문제를 극복할 수 있도록 하였다. 모의 실험은 ns2를 이용하여 실시하였으며 결과는 low/high mobility scenario에서는 기존 방법 보다 routing overhead 을 줄이면서 높은 전송률 (transmission rate)을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권1A호
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• pp.101-108
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• 2007

센서 네트워크를 위한 IEEE 802.15.4표준에서는 여러 개의 Full Function Device(FFD)들이 독립적으로 송신하는 비컨들간의 충돌 현상이 존재한다. 이러한 비컨의 충돌은 디바이스간의 타임 동기를 잃게 할 뿐만 아니라, 통신 불능 상태까지 이르게 한다. 이를 개선하기 위해IEEE 802.15.4b 표준안에서는 Post Beacon Period(PBP)를 추가로 정의하여 사용하지만, 역시 다단 토폴로지에서는 비컨충돌의 가능성이 존재할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 비컨 충돌의 문제점을 해결하기 위해 FFD가 최초 결합 절차 시 코디네이터가 할당하는 Shor Address 값을 이용하여 비컨 송신 시기를 스스로 결정하는 새로운 비컨 정렬 방식을 제시하였으며, NS-2를 이용하여 제시된 방식의 비컨 충돌 회피 과정을 모의 실험하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권10호
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• pp.4971-4987
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• 2019

Node localization is the basic task of underwater wireless sensor networks (UWSNs). Most of the existing underwater localization methods rely on ranging accuracy. Due to the special environment conditions in the ocean, beacon nodes are difficult to deploy accurately. The narrow bandwidth and high delay of the underwater acoustic communication channel lead to large errors. In order to reduce the ranging error and improve the positioning accuracy, we propose a localization algorithm based on ranging correction and inertial coordination. The algorithm can be divided into two parts, Range Correction based Localization algorithm (RCL) and Inertial Coordination based Localization algorithm (ICL). RCL uses the geometric relationship between the node positions to correct the ranging error and obtain the exact node position. However, when the unknown node deviates from the deployment area with the movement of the water flow, it cannot communicate with enough beacon nodes in a certain period of time. In this case, the node uses ICL algorithm to combine position data with motion information of neighbor nodes to update its position. The simulation results show that the proposed algorithm greatly improves the positioning accuracy of unknown nodes compared with the existing localization methods.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1873-1882
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• 2009

IEEE 802.11 표준의 애드혹 모드에서 비콘은 각 노드들 간에 네트워크 알림과 파워 관리, PCF등과 같이 네트워크의 관리를 위한 동기화를 위해 주로 사용한다. 하지만 IEEE802.11에서의 비콘 전송 방식을 따르는 IEEE 802.11s 환경에서의 비콘은 기존의 목적 이 외에 자기 자신을 인근 노드에게 알리기 위한 목적으로도 사용하는데 이를 위한 기존의 비콘 전송 방식은 혼잡한 노드들 사이에서 충분한 역할을 수행 하지 못할 수 있다. 이에 본 논문에서는 IEEE802.11s 환경에서 비콘 전송 방식의 수정을 통해 비콘으로 인한 망의 혼잡을 줄이고 보다 빠른 인근 노드 탐색기법을 제안한다. 또한 수정된 비콘 전송 방식을 시뮬레이션과 실제 애드혹 환경에서의 실험을 통하여 주위 모든 이웃 노드를 탐색하는 시간이 기존의 비콘 전송 방식보다 빨라졌음을 보인다.