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무선 센서네트워크에서 클러스터 기반의 분산형 토폴로지 제어
공영배(Young-Bae Kong),심일주(Il-Joo Shim),장경배(Kyung-Bae Chang),박귀태(Gwi-Tae Park) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
무선 센서네트워크는 환경 모니터링과 같은 다양한 어플리케이션을 갖고 있는 향상된 기술이다. 이를 구성하는 각각의 노드들은 특정지역에 분산되어 네트워크를 구성해서 해당 지역의 이벤트나 정보를 주기적으로 사용자에게 전달한다. 이때 토폴로지 제어는 네트워크의 수명과 통신에 중요한 영향을 미치는 요인이다. 본 논문에서는 우선 센서 네트워크에서 클러스터 기반의 분산형 토폴로지 제어기법을 제안한다. 이 기법은 먼저 네트워크를 클러스터 기반의 계층적인 구조로 구성한 후, 각각의 클러스터 내에서 최소 신장트리 (Minimum Spanning Tree)를 이용하여 토폴로지 제어를 수행한다. 이를 통해 우선센서 네트워크는 에너지 효율적이며 분산된 토폴로지 제어를 수행할 수 있고, 결과적으로 네트워크의 수명을 연장할 수 있다.
실내 NLOS환경에서 정밀도 향상을 위한 IEEE 802.15.4a 기반의 위치추정 알고리즘
차재영,공영배,최증원,고종환,권영구,Cha, Jae-Young,Kong, Young-Bae,Choi, Jeung-Won,Ko, Jong-Hwan,Kwon, Young-Goo 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.8
IEEE 802.15.4a 표준은 정확한 위치추정 서비스를 지원하기 위하여 time-of-arrival (TOA) 기반의 거리측정 기술을 제공한다. 특히, non-line-of-sight (NLOS) 상황은 TOA 기반의 위치인식에서 중요한 문제이고, IEEE 802.15.4a 네트워크의 성능에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 본 논문에서는 에너지 효율적인 낮은 복잡도의 위치추정 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 TOA 거리측정을 위해 순차적인 acknowledgment (ACK) 패킷을 이용하고 위치추정지역을 제한 할 수 있는 작은 사각 영역을 설정함으로써 위치를 추정한다. 패킷 교환으로 인한 메시지 오버헤드는 순차적 ACK 패킷을 이용하여 감소될 수 있다. 사각 영역 설정을 통하여 NLOS 환경에 있는 거리측정 값을 제거하고, 위치 추정의 영역을 제한함으로써 추정하는 연산 시간과 에너지를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 에너지 소모와 추정 위치의 정확도 측면에서 제안한 알고리즘이 기존의 알고리즘 보다 좋은 성능을 보이는 것을 확인 하였다. IEEE 802.15.4a standard can provide a variety of location-based services for ZigBee or wireless network applications by adapting the time-of-arrival (TOA) ranging technique. The non-line-of-sight (NLOS) condition is the critical problem in the IEEE 802.15.4a networks, and it can significantly degrade the performance of the TOA-based localization. To enhance the location accuracy due to the NLOS problem, this paper proposes an energy-efficient low complexity localization algorithm. The proposed approach performs the ranging with the multicast method, which can reduce the message overhead due to packet exchanges. By limiting the search region for the location of the node, the proposed approach can enhance the location accuracy. Experimental results show that the proposed algorithm outperforms previous algorithms in terms of the energy consumption and the localization accuracy.
무선 센서네트워크상에서 간섭영향을 고려한 위치정보 기반 멀티캐스트 라우팅 알고리즘
차재영(Jae-young Cha),공영배(Young-bae Kong),최증원(Jeung-won Choi),고종환(Jong-hwan Ko),권영구(Young-goo Kwon) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.4B
무선 센서 네트워크에서 위치기반 멀티캐스트 라우팅은 중복되어 전송되는 메시지 전송 횟수를 줄임으로써 무선 센서 네트워크망의 채널 용량과 수명을 증가시킬 수 있다. 하지만 기존의 위치기반 멀티캐스트 알고리즘들은 센서 노드의 위치만을 고려하여 패킷을 전송하기 때문에 장애물이나 다른 무선기기의 간섭영향이 존재하는 실제 환경에서는 네트워크 성능이 저하될 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 간섭의 영향을 고려한 위치기반 멀티캐스트 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에서 각 센서 노드는 간섭영향을 고려하여 각 링크에 패킷전송 시 소모되는 에너지를 계산하고 이를 바탕으로 간섭영향이 가장 적은 링크를 통해 멀티캐스트 패킷을 전송한다. 시뮬레이션 결과, 제안한 알고리즘은 기존 연구들에 비하여 패킷전송률과 에너지 소비 측면에서 향상된 성능을 보였다. In wireless sensor networks (WSNs), location-based multicast routing (LMR) technique can increase the network life time and the channel capacity by reducing the number of duplicated data transmissions and control messages. However, previous LMR techniques can suffer from significant performance degradation due to concrete walls or other interfering objects deployed in the real environment, since they transmit the packets by using only the locations of the sensor nodes. To solve this problem, we propose an interference-aware location based multicast algorithm for WSNs. In the proposed algorithm, each node adjusts the energy cost for each link adaptively considering the interference effect and uses it for multicast decision in order to minimize the interference impact. Experimental results show that the proposed algorithm improves the delivery and energy performance when the network is affected by interference.