• 한국통신학회논문지
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• 제39C권3호
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• pp.239-246
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• 2014

무선 센서 네트워크에서 가장 중요한 이슈는 에너지 소모이다. 초저전력 통신을 위해서, 동기 주기에 따른 클럭 편차 에러에 대한 실험 결과를 이용하여, 지연 조건이 크지 않으며 모니터링 간격이 큰 분야에 적합한 새로운 MAC (Medium Access Control) 프로토콜을 디자인하였다. 제안 방식은 전송 패킷이 발생할 때 동기를 수행하는 방식이며, 동기 주기에 따라 그에 맞는 동기 에러에 대한 크기를 예측할 수 있다. 따라서 제안 방식은 기존 프로토콜들이 낮은 충격 계수 환경만을 지원하는 것과 달리, 초저 충격 계수 환경까지 지원할 수 있기 때문에 트래픽이 매우 낮은 초저전력, 높은 수명을 요구하는 분야에 사용될 수 있다. 제안 프로토콜의 성능을 평가하기 위해서 테스트베드를 구현하였으며, 관련 프로토콜들과 성능을 비교 하였고, 이를 통해 SCP-MAC 대비 80% 정도 에너지 소모량을 줄일 수 있음을 보였다. 제안 프로토콜은 매우 긴 네트워크 수명을 필요로 하며 지연 조건이 강하지 않은 무선 모니터링 분야 등에 큰 기여를 할 것으로 기대한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권2호
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• pp.366-368
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• 2015

이 논문은 재난감지 시스템과 같이 비주기적 패킷이 발생하는 센서 네트워크를 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 기존 무선 센서 네트워크에 사용되던 B-MAC은 짧은 지연시간을 가지지만 과도한 프리엠블과 오버히어링으로 인한 전력손실이 발생하며, S-MAC은 동기화로 인한 전력소모가 많은 단점을 가진다. 따라서 이 논문에서는 S-MAC의 전력 소모를 개선하고 B-MAC의 오버헤드와 오버히어링을 개선한 H-MAC을 제안하고 성능을 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3046-3060
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• 2012

Low power listening (LPL) MAC protocols based on duty-cycling mechanism have been studied extensively to achieve ultra low energy consumption in wireless sensor networks (WSNs). Especially, recent ACK-based LPL schemes such as X-MAC employ strobe preambles and an early ACK, and show fair performances in communications and energy efficiencies. However, the state-of-the-art ACK-based LPL scheme still suffers from collision problems due to the protocol incompleteness. These collision effects are not trivial and make WSNs unstable, aggravate energy consumptions. In this paper, we propose two novel schemes; (i) ${\tau}$-duration CCA to mitigate the collision problem in ACK-based LPL MAC protocols. (ii) Short Preamble Counter (SPC) to conserve more energy by reducing unnecessary overhearing. We demonstrate the performance improvement of our scheme via a mathematical analysis and real-time experiments. Both analysis and experimental results confirm that our proposed scheme saves energy by up to 36% compared to the naive ACK-based LPL MAC protocol thanks to ${\tau}$-duration CCA and SPC.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1003-1010
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• 2018

지자기 센서 기반의 차량검지 시스템에서 지자기 센서 노드는 복잡한 케이블 연결 없이 쉽게 도로에 매설할 수 있도록 무선 통신을 이용하는 방식으로 설계되며, 시스템의 유지보수 비용을 줄이기 위해서는 도로에 매설된 지자기 센서 노드의 배터리 수명을 늘리는 것이 중요하다. 본 논문에서는 차량검지 시스템에서의 차량 검지 정보의 실시간성을 보장하면서 지자기 센서 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있는 저전력 TDMA 프로토콜을 제안한다. 성능분석에서는 실제 지자기 센서 기반 차량검지 시스템에서의 지자기 센서 노드의 전력 소모를 측정하였으며, 시스템의 시간동기를 유지하면서도 배터리 효율을 62% 향상함으로써 약 5년간 배터리 교체없이 사용할 수 있음을 검증하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권2호
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• pp.149-157
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• 2008

제한된 배터리를 갖는 노드로 구성되는 무선 센서 네트워크에서는 에너지 효율적인 MAC 프로토콜의 연구가 활발히 진행되고 있으며 낮은 듀티 사이클 동작이 에너지 소모를 줄이는 효과적인 방법으로 널리 사용되고 있다. 낮은 듀티 사이클을 사용하는 MAC 프로토콜에서 불필요한 에너지 소모 및 지연을 줄이고 전송률을 향상시키기 위해 Short Preamble 기법이 제안되었지만 송신 노드간의 경쟁을 충분히 고려하지 않아 불공정한 경쟁의 문제가 발생할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Short Preamble에 우선순위 정보를 추가하여 수신 노드에서 적절히 송신 노드를 선택할 수 있는 Preamble Counting기법을 제안하였다. Preamble Counting을 사용함으로써 송신 노드간의 에너지 소모 및 패킷 전송률의 균형을 이룰 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권1호
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• pp.49-54
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• 2010

최근 차세대 이동통신 기술로 각광받고 있는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 기지국에서의 power saving에 관한 연구가 이슈화 되고 있다. 이는 무선통신 네트워크에서 가장 많은 에너지를 소모하는 부분이 기지국 부분이기 때문이다. 또한 기지국에서의 power saving은 세계가 주목하고 있는 저탄소 배출 녹색 기술에도 부합하는 내용이기도 하다. 따라서 본 논문에서는 UE(User Equipment)의 Traffic의 종류에 따라 DRX/DTX의 주기를 차등적으로 적용함으로써 기존에 일정한 DRX/DTX 주기를 적용하는 방식에 비해 성능은 떨어지지 않으면서 에너지 효율을 극대화하는 방식을 제안한다. 제안된 방식에 따른 모의실험 결과 기존의 방식에 비해서 개선된 power saving 성능을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 LTE 기지국과 UE가 통신하는 환경에서 기지국의 에너지를 절약할 수 있는 MAC 프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 성능이 향상되었음을 확인한다

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.299-310
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• 2016

본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 사용되는 저전력 통신 기술인 IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) 프로토콜의 성능 분석을 수행한다. 사물인터넷 환경에서는 기기 종류가 다양하고 생성되는 트래픽 특성도 상이하기 때문에 기존 연구와는 달리 트래픽이 혼재되어 있는 heterogeneous traffic 환경을 고려한다. 마코프 체인을 통해 프로토콜의 성능을 MAC 파라미터의 함수로 도출하였고 이를 기반으로, 사용되고 있는 애플리케이션을 위한 에너지 효율적인 최적 MAC 파라미터를 실시간으로 찾는 프레임워크를 설계하였다. 제안 방식은 기존의 파라미터를 고정시켜 운용하는 방법 대비 에너지 이득이 있음을 애플리케이션 시나리오별 비교를 통해 보였고, 제안된 프레임워크가 연산 능력의 한계를 가지는 소형 기기에서도 충분히 사용될 수 있음을 정확도와 속도 측면에서 검증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.90-93
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• 2016

본 논문에서는 Sub-GHz band module을 Drone에 탑재하여 Drone과 전원공유로 Node(Drone)간 Low power and Long range Ad-hoc communication을 할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 또한 이동성이 있는 Node(Drone)의 Low power and Long range communication을 위해서 Drone에 적합한 Asynchronous MAC (medium access control) protocol을 비교분석하여 적용하였다. 본 고에서는 무선 센서 네트워크의 응용 범위가 확대되면서 고정된 인프라 없이 Drone간에 실시간 정보를 통신 할 수 있게 하고 사람의 이동이 어렵고 위험한 재난지역, 방사선노출지역 또는 우천시 유인기와 사람의 접근이 불가능한 지역을 Drone이 대신 이동하여 인명피해를 줄이고 안전하게 필요한 데이터를 수집하여 상황관제실로 전송하는 서비스를 제공하고자 한다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.35-40
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• 2013

WBAN 환경에서 Master와 Node들의 에너지 효율을 관리하는 것은 매우 중요하다. 동시에 Master는 Node로부터 데이터를 수집하고 제어하는 중요한 역할을 함으로써 효과적인 에너지 소비를 유지하여 어떠한 상황에서도 대처할 수 있어야한다. 따라서 Master와 Node 사이의 적절한 저전력 MAC 프로토콜이 필요하다. 우리는 간단히 WBAN 슈퍼프레임 구조를 변경해줌으로써 더 향상된 MAC 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 구조가 IEEE 802.15.6과 기존 연구와 비교해서 Master와 각 노드들의 에너지의 효율이득을 나타낸다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.228-238
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• 2003

댁내에 이미 가설된 배선이나 무선을 이용하여 저 비용으로 댁내의 정보가전들을 하나의 망으로 연결할 수 있는 HomePNA, HomePlug 또는 HomeRF가 장래 유망한 홈 네트워크 기술이 될 것으로 전망되고 있다. 그러나 HomePNA와 HomePlug는 우선 순위 기법을 이용하여 Class of Service(CoS)만을 제공하며, HomeRF는 실시간 트래픽중 음성만을 고려하여 설계되었기 때문에 홈 네트워크 상의 주요 트래픽인 오디오나 비디오의 QoS를 보장할 수가 없다. 본 논문에서는 홈 네트워크 상에서 QoS를 보장하기 위한 새로운 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 프로토콜을 제안하고, 제안 프로토콜의 프로토타입 구현과 실험을 통한 성능평가를 수행하였다. 소프트웨어 구현을 통한 실험결과 제안 프로토콜은 각 실시간 트래픽별로 대역폭을 할당함으로써 우수한 전송 지연, 지터 그리고 손실의 특성을 가짐을 알 수 있었다.