• ETRI Journal
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• 제37권1호
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• pp.77-87
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• 2015

In wireless networks, cooperation is necessary for many protocols, such as routing, clock synchronization, and security. It is known that cooperator nodes suffer greatly from problems such as increasing energy consumption. Therefore, rational nodes have no incentive to cooperatively forward traffic for others. A rational node is different from a malicious node. It is a node that makes the best decision in each state (cooperate or non-cooperate). In this paper, game theory is used to analyze the cooperation between nodes. An evolutionary game has been investigated using two nodes, and their strategies have been compared to find the best one. Subsequently, two approaches, one based on a genetic algorithm (GA) and the other on learning automata (LA), are presented to incite nodes for cooperating in a noisy environment. As you will see later, the GA strategy is able to disable the effect of noise by using a big enough chromosome; however, it cannot persuade nodes to cooperate in a noisefree environment. Unlike the GA strategy, the LA strategy shows good results in a noise-free environment because it has good agreement in cooperation-based strategies in both types of environment (noise-free and noisy).

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.1786-1804
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• 2013

We consider a specific interference-limited wireless relay system that comprises several cooperation units (CUs) which are defined as a source and destination node pair with an associated relay node. In the wireless relay system, all source nodes simultaneously transmit their own signals and the relay node in each CU then forwards the received signal to the destination node, causing co-channel interference at both the relay node and the destination node in each CU. The co-channel interference at the relay node is closely related to that at the destination node in each CU. We first derive the end-to-end outage probability in a CU over Rayleigh slow-fading channels with interference for the decode-and-forward (DF) relaying strategy. Then, on the assumption that each CU is allocated with equal power we design an optimal power allocation between the source node and the relay node in each CU to minimize the outage probability of the investigated CU. At last, in the case that each CU is not allocated with equal power and the sum of their power is constrained, we present an optimal power allocation between CUs to minimize the sum of the outage probability of all CUs. The analytical results are verified by simulations.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권5호
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• pp.2398-2415
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• 2017

Content-Centric Networking (CCN) is a new Internet architecture with routing and caching centered on contents. Through its receiver-driven and connectionless communication model, CCN natively supports the seamless mobility of nodes and scalable content acquisition. In-network caching is one of the core technologies in CCN, and the research of efficient caching scheme becomes increasingly attractive. To address the problem of unbalanced cache load distribution in some existing caching strategies, this paper presents a neighbor cooperation based in-network caching scheme. In this scheme, the node with the highest betweenness centrality in the content delivery path is selected as the central caching node and the area of its ego network is selected as the caching area. When the caching node has no sufficient resource, part of its cached contents will be picked out and transferred to the appropriate neighbor by comprehensively considering the factors, such as available node cache, cache replacement rate and link stability between nodes. Simulation results show that our scheme can effectively enhance the utilization of cache resources and improve cache hit rate and average access cost.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4536-4544
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• 2014

본 논문에서는 센서 네트워크에서 다양한 운영체제 플랫폼을 위한 노드 소프트웨어를 효율적으로 개발하기 위한 개발 도구를 제안한다. 제안하는 도구는 그래픽 모델 다이어그램 작성, PIM 및 PSM 설계, 코드 자동 생성, 배포 파일 자동 생성 등을 위한 모듈로 구성된다. 제안하는 도구를 통하여 사용자들이 전체적인 센서 네트워크 모델을 작성하고, 속성값을 설정함으로써 각 노드 소프트웨어에 대한 PIM과 타겟 플랫폼에 대한 PSM을 설계하면, PSM에 대한 정보와 타겟 플랫폼에 대한 코드 템플릿을 바탕으로 소스코드가 자동으로 생성된다. 그리고, 응용 소프트웨어 코드를 바탕으로 각 노드에 설치할 수 있는 배포파일을 자동으로 생성할 수 있다. 제안하는 도구는 사용자들이 센서 네트워크에 대한 low-level의 정보를 상세히 알지 못하더라도 손쉽게 다양한 플랫폼에 대한 노드 소프트웨어를 생성할 수 있도록 해준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1549-1555
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• 2009

무선센서 네트워크에서 노드들의 데이터를 수집하고 기지국에 전달하는 중계노드의 위치(Relay Node Placement)를 구하는 문제는 전체 네트워크의 생존시간에 관련되어 있기 때문에 매우 중요하다. 중계노드 위치문제는 전체 네트워크의 센서노드에서 소비되는 에너지를 최소화시키는데 그 초점이 맞추어져 있다. 그러나 중계노드 위치와 센서노드와의 거리가 모두 다르므로 센서노드에서 소비되는 에너지의 불균형이 초래된다. 본 논문에서는 클러스터링 모델에서 에너지 균형비(Energy Balance Ratio)라는 개념을 제안하고 이 에너지 균형비를 최대화시키는 목적함수를 사용하여 중계노드의 위치를 구한다. 에너지 균형비를 최대화시키는 것은 클러스터에 할당된 센서노드들의 에너지 소비를 클러스터 간에 균형 잡히게 한다. 이것은 궁극적으로 대규모 센서 네트워크의 에너지 소비를 최소화시켜서 네트워크 생존기간을 최대화시키는 효과가 있다. 그러나 이 문제의 해를 구하는 것은 NP-hard 문제이므로 완전해(Exact Solution) 를 구하는 것은 현실적으로 힘들다. 따라서 제약프로그래밍 방법을 사용하여 에너지 균형비와 중계노드 위치를 함께 고려하는 EBR-RNP 문제로 모델링하여 근사해를 구한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.499-502
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• 2018

선형 네트워크 토폴로지에서 노드간 협력을 이용한 무선 전력공급 기반 멀티홉 전송 방식을 제안한다. 제안 프로토콜은 멀티홉 경로의 생존시간의 최대화를 목적으로 멀티홉 노드의 생존시간을 동일하게 맞추어 주도록 노드별 에너지 전송 시간을 결정한다. 각 노드의 생존시간을 동일하게 만들기 위하여 새떼가 동일 속도로 날아다니는 행동양식을 모방한 flocking 알고리즘을 적용하여 노드의 생존시간을 지역적으로 분산 평균화 시킨다. 시뮬레이션을 통하여 제안 알고리즘이 각 노드의 생존시간을 모두 동일하게 만들어 전체 경로의 생존시간을 최대화할 수 있음을 보여준다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제12권3호
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• pp.333-343
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• 2009

Tactical Information Communication Network(TICN) is a concept-type integrated Military Communication system that enables precise command control and decision making by unifying the diversified military communication network and conveying diverse range of battle field information on real-time, at right place at right time. TICN is designed to advance into high speed, large capacity, long distance wireless relay transmission. To support mobility in battlefield environments, the application of Ad-hoc networking technology to its wireless communication has been examined. Ad-hoc network is consist of mobile nodes and nodes in the network depends on the cooperation of other nodes for forwarding of packets. In this context, some non-cooperating nodes may delay forwarding of packets or drop the packets. This may hamper the network as a whole and disrupt communication between the cooperating nodes. To solve this problem, we present a solution with a Node Weight Management Server(NWMS), which manages each node's weight according to its behavior in local area. When the NWMS detects misbehaving node, it increases the node's weight. If the node's weight exceeds a predefined threshold then the NWMS broadcasts the node's information into network to isolate the misbehaving node from the network. These mechanisms show that they are highly effective and can reliably detect a multitude of misbehaving node.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권3호
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• pp.1481-1501
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• 2019

In opportunistic network, the behavior of a node is autonomous and has social attributes such as selfishness.If a node wants to forward information to another node, it is bound to be limited by the node's own resources such as cache, power, and energy.Therefore, in the process of communication, some nodes do not help to forward information of other nodes because of their selfish behavior. This will lead to the inability to complete cooperation, greatly reduce the success rate of message transmission, increase network delay, and affect the overall network performance. This article proposes a hybrid incentive mechanism (Mim) based on the Reputation mechanism and the Credit mechanism.The selfishness model, energy model (The energy in the article exists in the form of electricity) and transaction model constitute our Mim mechanism. The Mim classifies the selfishness of nodes and constantly pay attention to changes in node energy, and manage the wealth of both sides of the node by introducing the Central Money Management Center. By calculating the selfishness of the node, the currency trading model is used to differentiate pricing of the node's services. Simulation results show that by using the Mim, the information delivery rate in the network and the fairness of node transactions are improved. At the same time, it also greatly increases the average life of the network.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.1559-1571
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• 2011

In wireless ad hoc networks, nodes communicate with each other using multihop routed transmission in which hop-by-hop cooperative diversity can be effectively employed. This paper proposes (i) two cooperation models for per-link cooperation (PLC) and per-node cooperation (PNC) for exploiting cooperative diversity in wireless ad hoc networks and (ii) a cooperative routing algorithm for the above models in which best relays are selected for cooperative transmission. First, two cooperation models for PLC and PNC are introduced and represented as an edge-weighted graph with effective link quality. Then, the proposed models are transformed into a simplified graph and a cooperative routing algorithm with O(n2) time is developed, where n is the number of nodes in the network. The effectiveness of the algorithm is confirmed for the two cooperation models using simulation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.441-448
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• 2014

USN(Ubiquitous Sensor Network) 응용 소프트웨어는 다양한 대상 운영체제의 핵심모듈들을 기반으로, 다양한 종류의 센서 노드들을 유기적으로 제어하는 복잡한 특징을 가진다. 이에 따라, 현재 USN 응용 분야에서는 효율적으로 소프트웨어를 개발하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크 환경에서 하나의 모델로 부터 여러 플랫폼에 맞는 노드 소프트웨어를 효율적으로 개발하기 위한 속성 기반 개발을 지원하는 속성 설계 기법을 제시한다. 제시된 기법에서는 Platform Independent Model과 Platform Specific Model을 만들기 위한 속성을 설계하는 방법을 기술한다. 본 논문에서 제시하는 기법을 사용하면, 속성 값의 선택을 통하여 멀티 플랫폼을 위한 노드 소프트웨어를 손쉽게 디자인함으로써 소프트웨어 개발 생산성은 증대된다. 또한 운영체제의 변화에 따라 속성 변경을 통하여 노드 소프트웨어를 쉽게 재생성할 수 있으므로, 소프트웨어의 유지보수성이 향상된다.