• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.922-931
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• 2012

With the increasing demands for mobile wireless sensor networks in recent years, designing an energy-efficient clustering and routing protocol has become very important. This paper provides an analytical model to evaluate the power consumption of a mobile sensor node. Based on this, a clustering algorithm is designed to optimize the energy efficiency during cluster head formation. A genetic algorithm technique is employed to find the near-optimal threshold for residual energy below which a node has to give up its role of being the cluster head. This clustering algorithm along with a hybrid routing concept is applied as the near-optimal energy-efficient routing technique to increase the overall efficiency of the network. Compared to the mobile low energy adaptive clustering hierarchy protocol, the simulation studies reveal that the energy-efficient routing technique produces a longer network lifetime and achieves better energy efficiency.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4272-4286
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• 2016

In resource constrained sensor networks, usage of efficient routing protocols can have significant impact on energy dissipation. To save energy, we propose an energy efficient routing protocol. In our approach, which integrates clustering and routing in sensor networks, we perform network coding during data routing in order to achieve additional power savings in the cluster head nodes. Efficacy of the proposed method in terms of the throughput and end-to-end delay is demonstrated through simulation results. Significant network lifetime is also achieved as compared with other techniques.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.79-90
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• 2015

Multipath routing technique is recognized as one of the effective approaches to improve the reliability of data forwarding. However, the traditional multipath routing focuses only on how many paths are needed to ensure a desired reliability. For this purpose, the protocols construct additional paths and thus cause significant energy consumption. These problems have motivated the study for the energy-efficient and reliable data forwarding. Thus, this paper proposes an energy-efficient concurrent multipath routing protocol with a small number of paths based on interaction between paths. The interaction between paths helps to reinforce the multipath reliability by making efficient use of resources. The protocol selects several nodes located in the radio overlapped area between a pair of paths as bridge nodes for the path-interaction. In order to operate the bridge node efficiently, when the transmission failure has detected by overhearing at each path, it performs recovery transmission to recover the path failure. Simulation results show that proposed protocol is superior to the existing multipath protocols in terms of energy consumption and delivery reliability.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권6호
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• pp.1058-1069
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• 2015

무선 센서 네트워크에서 위치 기반 라우팅은 위치 정보를 이용하여 데이터 메시지를 전달하기에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 위치 기반 라우팅에서 대표적인 그리디 포워딩이 불가능할 경우, 페이스 라우팅이 복구 수단으로 쓰이고 있다. 페이스 라우팅은 교차된 연결들을 제거한 평면 그래프를 바탕으로 구성되며 이는 가장 가까운 이웃 노드들의 연결을 제외한 나머지 연결들은 모두 제거됨을 의미한다. 하지만 페이스 라우팅은 무선 반경을 고려하지 않아 한 홉 범위 안에서 멀리 갈 수 있는 링크들이 존재하더라도 평면 그래프의 규칙에 의해 짧은 링크들을 선택한다. 이것은 밀집된 지역에서 페이스 라우팅을 쓰일 경우 에너지 효율성을 저하시킨다. 본 논문에서는 평면 그래프에서 제거된 링크들을 찾고 이용할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 본 프로토콜은 작은 크기의 컨트롤 메시지와 함께 무선 반경에서 제거된 링크를 찾는다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 이전 페이스 라우팅 프로토콜보다 에너지 효율성이 높음을 보인다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권1호
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• pp.103-112
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• 2006

센서 네트워크에서 센서 노드는 제한된 배터리 용량을 가지기 때문에 에너지 효율적인 라우팅을 통한 네트워크 수명의 최대화가 매우 중요하다. 따라서 많은 라우팅 프로토콜들이 개발되었으며 이는 크게 평면 라우팅과 계층적 라우팅으로 분류된다. 최근 계층적 라우팅 방안에 초점을 맞추고 많은 연구가 이루어지고 있으며 대표적인 방안으로 LEACH가 있다. 본 논문에서는 LEACH의 문제점을 분석하고 이를 보완하기 위한 새로운 라우팅 방안으로 ENTER (ENergy efficient Two-tiEr Routing protocol)를 제안한다. ENTER는 LEACH에서 사용된 분산 알고리즘을 통해 클러스터를 형성하며 클러스터 헤드간에 경로를 형성하여 싱크 노드로 통합된 데이터를 전송함으로써 에너지 손실을 줄이고 네트워크 수명을 증가시킨다. 시뮬레이션을 통해 LEACH와 ENTER의 성능을 비교하였으며, 제안된 ENTER가 더 효율적으로 에너지를 이용함으로써 네트워크 수명이 증가함을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권6호
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• pp.1357-1378
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• 2013

Energy constraint of wireless sensor networks makes energy saving and prolonging the network lifetime become the most important goals of routing protocols. In this paper, we propose an Energy Efficient Chain-based Routing Protocol (EECRP) for wireless sensor networks to minimize energy consumption and transmission delay. EECRP organizes sensor nodes into a set of horizontal chains and a vertical chain. Chain heads are elected based on the residual energy of nodes and distance from the header of upper level. In each horizontal chain, sensor nodes transmit their data to their own chain head based on chain routing mechanism. EECRP also adopts a chain-based data transmission mechanism for sending data packets from the chain heads to the base station. The simulation results show that EECRP outperforms LEACH, PEGASIS and ECCP in terms of network lifetime, energy consumption, number of data messages received at the base station, transmission delay and especially energy${\times}$delay metric.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.410-415
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• 2007

최근 센서 네트워크 기술 발전은 효과적인 라우팅 방법 개발로 부터 시작되었으며, 라우팅 프로토콜이 응용프로 그램이나 네트워크 아키텍처에 의존적이라는 차이 때문에 라우팅 프로토콜은 많은 주의를 요한다. 빠른 환경 변화와 능동적인 네트워크 구조의 특징은 효과적인 라우팅과 에너지 소비에 매우 치명적이다. 센서 네트워크는 에너지 소비라는 부분에서 전통적인 네트워크와는 다르며, 따라서 데이터 중심적인 기술들은 효율적인 에너지 보급을 위하여 라우팅을 실행하곤 한다. 본 논문에서는 네트워크 라우팅에서 ant colony 최적화 기술과 전송 데이터 구성을 위한 데이터 집중 라우팅 능력 등 두 가지 이점을 이용하여 효율적인 자율센서 네트워크 구축방법을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.760-766
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• 2012

본 논문에서 효율적인 플러딩(flooding)을 위한 알고리즘을 제시하였다. 대표적인 link-state 라우팅 프로토콜인 OSPF(Open Short Path First)와 IS-IS(Intermediate System Routing Protocol)는 네트워크의 환경이 변할 때 노드 간에 LSA를 플러딩하여, 정보를 교환할 수 있다. 하지만 네트워크의 규모가 커지면 불필요한 LSA가 증가하여 CPU, 메모리, 대역폭 사용을 증가시켜 네트워크의 확장성에 영향을 준다. MST(Minimum spanning tree)를 기반으로 하는 기존 알고리즘은 네트워크의 불안정성과 효율적이지 못한 플러딩 문제를 가지고 있다. 그래서 네트워크의 안정성을 유지하면서 효율적인 플러딩을 위한 알고리즘을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘이 기존 알고리즘보다 플러딩 효율이 향상된 것을 확인하였다.

• 융합보안논문지
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• 제16권2호
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• pp.3-9
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• 2016

최근 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 에너지 효율성을 향상시켜 네트워크의 수명을 향상시키는 라우팅 기법의 연구가 많이 수행되고 있다. 무선 센서 네트워크는 제한된 에너지 및 하드웨어 성능 때문에 배터리, 메모리 및 프로세서 등 모든 자원을 효율적으로 사용해야 하며, 이를 위해 관련 통신 프로토콜도 저-전력 소모를 달성할 수 있도록 설계하고 구현해야 한다. 센서 네트워크에 많이 사용되는 LEACH, HEED등과 같은 클러스터 기반의 라우팅 방식들은 클러스터 헤더들과 해당 멤버 노드들 간의 데이터 전달을 통하여 에너지의 효율성을 얻는다. 이 논문에서는 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 클러스터 라우팅 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 이용하여 성능 결과를 제시한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 통신소사이어티 추계학술대회논문집
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• pp.135-139
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• 2003

Sensor networks consist of sensor nodes with small-size, low-cost, low-power, and multi-functions to sense, to process and to communicate. Minimizing power consumption of sensors is an important issue in sensor networks due to limited power in sensor networks. Clustering is an efficient way to reduce data flow in sensor networks and to maintain less routing information. In this paper, we propose a multi-hop clustering mechanism using global and local ID to reduce transmission power consumption and an efficient routing method for improved data fusion and transmission.