Earticle

센서 네트워크 환경에서는 센서 노드들이 수집한 정보를 전달하기 위해서 위치 정보를 필요로 한다. 무선 센서 네트워크 환경에서 각각의 센서들은 라우팅 절차를 통하여 데이터를 기지국으로 전송한다. 따라서 정확한 위치 정보를 제공하는 것이 무선 센서 네트워크에서는 가장 중요한 요인이다. 기존에 제안된 대부분의 라우팅 기법들은 주변의 1-홉(1-hop) 거리의 모든 노드의 위치 정보를 저장한다. 이러한 정보의 저장을 위해서 빈번한 정보 교환으로 불필요한 에너지 소모와 트래픽을 발생시킨다. 따라서 본 논문이 제안하는 라우팅 프로토콜은 노드의 위치 정보를 저장하지 않고, 에너지 소모를 감소시키기 위하여 주기적으로 위치 정보를 교환하지 않는다. 그리고 주변의 1-홉 거 리의 노드들을 라우팅에 참여시키지 않고 소스 노드의 전파 범위와 노드의 위치 정보에 의해 해당되는 노드들을 대 상으로 라우팅에 참여시키는 방법을 제안한다.

In order for location information to deliver the collected information, it needs Sensor Nodes in an environment of Sensor Network. Each sensor sends data to a base station through the process of routing in a wireless sensor network environment. Therefore, Offering accurate location information is very important in a wireless sensor network environment. Most of existed routing methods save all the informations of nodes at the area of 1-hop. In order to save these informations, unnecessary wasted energy and traffics are generated. Routing Protocol proposed in this paper doesn't save node's location information, and doesn't exchange any periodic location information to reduce wasted energy. It includes transmission range of source nodes and nodes with the location information, however it doesn't include any nodes' routing near 1-hope distance.

공중 중계 노드(Aerial Relay Node, ARN)는 가시선 확보가 되지 않는 환경에서 통신 범위 확장을 제공하여, 이 를 활용한 응용들이 지속적으로 증대되어 가고 있다. 본 논문에서는 ARN이 공중에서 게이트웨이 역할을 수행하여 지상의 인지무선(Cognitive Radio, CR) 방식으로 운용되는 무선센서망과 정보를 상호교환하는 환경을 고려한다. 그리고 기존의 CR 접근제어 방식에서 부사용자(Secondary User, SU)들이 미션 중심 정보의 차별화된 신속 전달 을 지원하는데 한계를 갖는 문제를 해결하기 위한 정보 전달 제어 방법을 제안한다. 제안 방법은 ARN의 주도로 이 루어지며, CR 운용에는 영향을 주지 않는다. 성능 평가를 통하여 제안하는 방법이 공중-지상 간 네트워킹 환경에서 긴급 정보를 효과적으로 전달할 수 있음을 보인다.

Aerial Relay Nodes(ARNs) provide communication range extensions in environments where line-of-sight is not secured, and applications with ARNs are continuously increasing. In this paper, we consider an environment where ARNs act as gateways in the air to exchange information with ground- based wireless sensor networks operated in cognitive radio. Then, we propose a priority control method to solve the problem that secondary users(SU, Secondary Users) have limitations in supporting the differentiated and rapid delivery of mission- oriented information in the existing access control methods for cognitive radio. The proposed method is driven by ARN, and SUs’ operations in CR are not affected. Performance evaluation shows that the proposed method can effectively deliver emergency information in the aerial-ground networking environment.

In this paper, we propose a new routing protocol for wireless sensor networks. This protocol improves energy consumption of ML-LEACH by reducing the transmission distance of member node via Relay Node. Since clusters of each Layer in ML-LEACH are randomly formed, the distance, between member node and cluster head may be longer than specific distance, distance threshold value. To improve this, we propose the new routing protocol using 2-Hop transmission via Relay Node depending on the transmission distance of the member node.

레일레이 페이딩 채널에서 선택 결합을 하는 협동 다이버시티 시스템의 성능을 분석하였다. 또한 전력 제한된 릴레이 노드의 영향도 분석하였다. 각 경로의 평균 신호 대 잡음비가 동일한 경우, 하나의 릴레이를 사용한 선택 협동 다이버시티 시스템은 협동 다이버시티를 사용하지 않은 시스템에 비하여 오수신율 1×10-3에서 13.5 dB의 이득을 얻었다. 분석결과 전력이 충분하지 않은 릴레이 노드는 협동 다이버시티 시스템의 성능을 현저하게 저하시켰음을 알 수 있었다. 따라서 충분한 전력을 갖지 않은 노드는 릴레이 노드로 사용하지 않는 것이 바람직하다는 결론을 얻었다.

Performance of a cooperative diversity with selection combining (SC) is analyzed in Rayleigh fading channels. The effect of limited power at the relay node is also presented. Our results show that when the average signal-to-noise ratio (SNR) of each path is identical, the single relay cooperative diversity with SC provides 13.5 dB power gain over the non-cooperative system at the outage probability of 1×10-3. We also show that the power limitation on the relay node degrades the performance of the cooperative diversity significantly. Based on our results, it is concluded that the node with insufficient power is not recommended as a relay node.

본 논문은 USN 무선 네트워크에서 16-QAM 수신 신호의 멀티 홉 중계를 수행하는 경우 적응 신호 처리 알고리즘을 적용한 루프백 간섭 신호의 제거 성능에 관한 것이다. 이를 위하여 USN 환경에서는 노드간의 중계 기능에의해 원거리 스테이션과의 정보 교환이 필요하게되는데, 중계 노드에서는 송신기와 수신기 안테나를 공동 이용하거나 매우 근접하여 위치하므로서 재송신 신호가 수신측으로 궤환되거나, 비선형 소자를 사용하므로서 발생되는 루프백 간섭 신호가 존재하게되므로 한정된 주파수와 전력 자원을 사용하는 USN 시스템의 성능을 크게 저하된다. 이를 개선하여 향상된 시스템 성능 및 멀티홉 성능을 얻기위해 중계 노드의 수신부 전단에서 원하지 않는 루프백 간섭 신호를 제거하기위한 적응 신호 처리 알고리즘의 적용이 필요하게된다. 적응 신호 처리를 위해서는 먼저 스펙트럼 효율이 우수한 16-QAM 신호를 대상으로하여 수렴 특성이 우수하고 H/W 로 구현할 때 발생되는 유한장 문제점을 해결할 수 있는 QR-Array RLS 알고리즘을 사용하였으며, 루프백 간섭 신호의 제거 성능으로 수신 신호 성상도 및 learning curve에서 기존의 RLS 보다 우월함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

This paper deals with the cancellation performance of loop back interference signal in the case of multihop relay of 16-QAM received signal at the USN radio network. For this, it is necessary to the exchange of information with long distance located station by means of the relay function between the node in the USN environment. In the relay node, the loop-back interference signal which the retransmitting signal is feedback to the receiver side due to the antenna of transmitter and receiver are co-used or very colsely located or using the nonlinear device. Due to this signal, the performance of USN system are degraded which are using the limited resource of frequency and power. For improve this, it is necessary to applying the adaptive signal processing algorithm in order to cancellating the unwanted loop-back interference signal at the frontend of receiver in relaying node, we can get the better system and multi hop performance. In the adaptive signal processing, we considered the 16-QAM signal which has a good spectral efficiency, firstly, than, the QR-Array RLS algorithm was used that has a fairly good convergence property and the solving the finite length problem in the H/W implementation. Finaly, we confirmed that the good elimination performanc was confirmed by computer simulation in the learing cuved and received signal constellation compared to the conventional RLS.

Establishment of an efficient routing technique in multiple-input-multiple-output (MIMO) based mobile ad hoc network (MANET) is a new challenge in wireless communication system to communicate in a complex terrain where permanent infrastructure network implementation is not possible. Due to limited power of mobile nodes, a minimum power consumed routing (MPCR) algorithm is developed which is an integration of cooperative transmission process. This algorithm select relay node and support short distance communication. The performance analysis of proposed routing algorithm increased signal to noise interference ratio (SNIR) resulting effect of cooperative transmission. Finally performance analysis of the proposed algorithm is verified with simulated result.

본 논문에서는 이동 속성 정보를 활용하여 이동 노드간의 연결 가능성을 분석하고 마스킹 기법을 이용하여 이웃한 이동노드 중 목적 노드와 연결 가능성이 가장 높은 이동노드를 중계노드로 선정하는 EPCM(Enhanced Prediction-based Context-awareness Matrix)을 제안한다. 기존 Delay Tolerant Network (DTN)의 전송방식은 노드의 단순 이동성에 의존하여 목적노드로 메시지를 전송하게 된다. 이러한 경우 목적노드와의 연결성이 낮은 이동노드를 중계노드로 선정하게 되면 이동노드의 메시지 저장 및 처리 능력 제한으로 인하여 전송 지연 또는 패킷 손실의 원인이 된다. 본 논문의 제안된 알고리즘에서는 이동노드의 속도와 방향 속성 정보를 고려하여 목적노드와의 연결성을 계산하고 마스킹 연산을 활용하여 가장 높은 연결 가능성을 가지고 있는 중계노드를 선정하여 목적 노드까지 메시지를 전달하게 된다. 모의실험에서 Epidemic 및 PROPHET 알고리즘과 제안하는 알고리즘의 패킷 전송률을 비교한 결과 제안하는 알고리즘이 노드의 이동 속성을 고려한 연결성으로 보다 높은 패킷 전송률을 보여주었다.

This paper propose an improving relay node selection method for node-to-node connectivity. This concern with the mobility and analysis of deployed for masking operation using highest connectivity node. The major of Delay Tolerant Network (DTN) routing protocols make use of simple forwarding approach to transmit the message depend on the node's mobility. In this cases, the selection of the irrelevant mobile node induced the delay and packet delivery loss caused by limiting buffer size and computational power of node. Also the proposed algorithm provides the node connectivity considering the mobility and direction select the highest connectivity node from neighbor node using masking operation. From the simulation results, the proposed algorithm compared the packet delivery ratio with PROPHET and Epidemic. The proposed Enhanced Prediction-based Context-awareness Matrix(EPCM) algorithm shows an advantage packet delivery ratio even with selecting relay node according to mobility and direction.

본 논문에서는 양방향 중계 채널에서 중계기에 다중안테나가 존재할 경우 물리계층 네트워크 코딩 기법의 성능분석을 수행하였다. 2개의 소스 노드는 하나의 안테나를 가진다고 가정하고 중계기에는 다중안테나가 설치되었다고 가정한다. 본 논문에서는 소스 노드와 중계노드에 각각 하나의 안테나가 존재하는 기존 시스템을 중계기에 다중안테나가 존재하는 환경으로 확장한다. 특히, 중계기에서 2개의 소스 노드들로부터 도착한 패킷을 복호하는 과정에서 각 패캣을 복호한 후 네트워크 부호화를 수행하는 개별복호기술과 소스 노드들로부터 도착한 2개의 패킷을 동시에 고려하여 직접복호하는 기술을 비교분석한다. 다중안테나기반의 중계기를 사용할 경우 물리계층 네트워크 코딩의 비트오류성능이 중계기의 안테나의 개수가 증가함에 따라 향상되는 것을 확인하였다.

In this paper, we investigate the effect of multiple antennas at a relay node on the performance of physical-layer network coding (PNC) in the two-way relay channel (TWRC). We assume that two source nodes have a single antenna and the relay node has multiple antennas. We extend the conventional TWRC environment with a signle antenna at both relay and source nodes to the case of multiple antennas at the relay node. In particular, we consider two decoding strategies: separate decoding (SD) and direct decoding (DD). The SD decodes each packet from the two sources and performs the network coding with bit-wise exclusive OR (XOR) operation, while the DD decodes the network-coded packet from the two sources. Note that both decoding strategies are based on log-likelihood ratio (LLR) computation. It is shown that the bit error rate (BER) performance becomes significantly improved as the number of antennas at the relay node.

본 논문에서는 Delay Tolerant Network(DTN) 환경에서 메시지 분포를 사용하여 효율적인 중계노드를 선택하는 기법을 제안한다. DTN은 종단 간 연결이 불확실한 네트워크에서의 통신을 Store-Carry-Forward 방식을 사용하여 메시지를 목적 노드에 전달한다. 또한 종단 간 연결이 불확실한 상황에서도 중계 노드를 통해 메시지를 목적 노드에 전달하여 높은 전송률을 보장한다. 하지만 에피데믹(Epidemic) 라우팅이나 Spray and Wait 라우팅과 같은 기존 다중 복사 라우팅 알고리즘은 접촉한 모든 노드에게 메시지를 복사하여 메시지 복사로 인한 오버헤드가 높아진다. 반면에 PRoPHET 라우팅과 같은 단일 복사 알고리즘은 적은 오버헤드를 발생시키지만 중계 노드 수 감소로 인한 메시지 전송률 감소 현상이 나타난다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 기존 DTN 라우팅의 문제점을 보완하기 위해 네트워크의 메시지 분포를 분석하여 효율적인 중계 노드를 선택할 수 있는 확률을 결정한다. 본 논문에서는 모의실험을 통해 제안하는 알고리즘이 기존 DTN 라우팅 알고리즘과 비교하여 더 효율적임을 증명한다.

In this paper, we propose an algorithm that analyzes characteristic nodes to select efficient relay nodes using message distribution. Existing delay-tolerant network (DTN) routing algorithms have problems with large latency and overhead on account of the deficiency of network information in an unsteady network. We must solve this problem, predict future networks using node state information, and apply a weight factor that changes according to the message distribution. Simulation results show that the proposed algorithm provides enhanced performance compared to existing DTN routing algorithms.

본 논문은 확률적 DTN 모델 내에서 효율적인 중계 노드를 선택하기 위한 방법을 제안한다. Delay Tolerant Network(DTN)은 효율적인 통신을 위해 묶음 계층(bundle layer)를 생성해 서로 다른 네트워크 및 이기종간의 네트워크 간 중계 노드를 선택하고 메시지를 전달하는 Carry and forward 방식을 사용한다. DTN은 기본적으로 유동적인 노드로 구성되어 고정된 라우팅 루트가 없으며 간헐적인 연결로 인해 긴 지연시간을 가진다. 따라서 DTN을 구성하는 노드들은 필수적으로 메시지를 저장하기 위한 특성을 가지며 저장된 메시지와 노드의 용량은 네트워크의 성능에 영향을 주게 된다. 확률적 DTN 모델은 이러한 DTN의 성능을 분석하기 위해 시간에 따라 무작위적으로 변화하는 Markov 모델을 제안하였다. 하지만 제안된 확률적 DTN 모델에서는 네트워크의 성능을 향상시키기 위한 방법에 대한 연구가 미비하였다. 본 논문은 네트워크의 성능을 향상시키기 위해 확률적 DTN 모델에서 메시지의 생성과 소멸을 통해 분석된 확률적 메시지 분포와 상호 접촉 시간을 이용해 효율적인 중계 노드를 선택하는 알고리즘을 제안한다.

This paper proposes a method for selecting efficient relay nodes in stochastic DTN model. Delay Tolerant Network (DTN) uses the Carry and Forward method, which creates a bundle layer for efficient communication, selects relay nodes between different networks and heterogeneous networks, and forwards messages. DTN is basically composed of mobile nodes so DTN has no fixed routing route and it has long latency due to intermittent connection. Therefore, the nodes constituting the DTN necessarily have the characteristics to store the messages, and the capacity of the stored messages and nodes affects the performance of the network. Stochastic DTN model proposed a Markov model that changes randomly over time to analyze the performance of DTN. In this paper, we use stochastic message distribution and node contact probabilities using contact time analyzed through message generation and extinction in order to select efficient relay nodes in stochastic DTN model.

VANET(Vehicular Ad hoc Network)시스템은 차량 간의 무선 통신을 통해 구성되는 임시적인 네트워크이다. 이 네트워크를 통행 차량사고 알림과 같은 긴급메시지를 보내게 되면, 운전자는 이를 알아차리고 대응 할 수 있게 된다. 이런 긴급메시지는 전파를 하는데 있어서 짧은 지연시간과 높은 신뢰성이 보장되어야 한다. 그리고 또 하나의 요소가 필요한데 그것은 방향성이다. 긴급메시지를 사고가 발생한 후방차량으로 알릴 수 있어야 하며, 이런 유용한 정보를 운전자 받아 들여 사고를 미연에 방지 할 수가 있다. 본 논문에서는 이러한 방향성을 고려하게 된다.

본 논문은 VANET에서 노드의 높은 이동성으로 인해 문제 되고 있는 네트워크 단절 문제를 개선하기 위한 네트워크 노드 검색 기법을 제안한다. VANET은 인프라의 도움 없이 차량 간 무선 통신을 기반으로 하는 다중 홉 방식의 애드혹 네트워크이며 이는 기존 MANET과 매우 유사하다. 그러나 VANET은 고속의 이동성, 높은 노드 밀도, 잦은 토폴로지 변화 등의 특징으로 인해 네트워크 단절이 빈번하게 발생하며 네트워크 부하가 증가하는 문제를 가진다. 본 논문에서는 이러한 네트워크 단절을 해결하기 위해 적응형 전달노드 검색 알고리즘을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 브로드캐스팅을 통해 네트워크 단절 발생 시에만 선택적으로 위험지역 외의 영역에서 노드를 재 검색함으로써 네트워크 단절과 네트워크 부하를 줄여줄 수 있다. 실험 결과 제안하는 프로토콜은 기존 방식에 비해 $21.2%{\sim}39.9%$의 네트워크 단절 개선을 보였으며, 응급 메시지 수신율에서는 $22.3%{\sim}41.9%$ 향상을 가져왔다.

We propose a network node search scheme to address the network fragmentation due to high node mobility in the VANET. VANET is very similar to MANET in that a multi-hop ad-hoc network is configured by wireless communication between vehicles without any network infrastructure. However, high speed mobility, high node density, and frequent topology change induce frequent network fragmentation so that overall network traffic can be increased. In this paper, new broadcasting protocol called an adaptive relay node search protocol is proposed to decrease the network fragmentation. It reduces the network fragmentation and network traffic by researching nodes outside the dangerous area only in case of network fragmentation. Simulation results show that the proposed protocol decreases network fragmentation by up to 39.9% and increase informed rate by up to 41.9% compared to the existing broadcasting protocol.

차량간 무선통신을 이용한 긴급메시지 전파는 도로 주행 중에 발생할 수 있는 도로의 결빙, 낙석, 공사, 안개, 급커브 등의 위험 상황을 사전에 신속히 위험 지역의 차량들에게 알려 위험 상황 대처 능력을 크게 개선 할 수 있다. 그러나 차량간 통신은 일반적인 무선통신과 달리 노드의 고속 이동성, 노드 밀도, 네트워크 토폴로지의 빈번한 변화와 같은 차량 환경 고유의 특징을 가진다. 본 논문에서는 차량간 긴급메시지를 신속하게 전달하기 위한 시간예약 기반 릴레이 노드 선정 알고리즘을 제안하였다. 실험결과, 제안한 알고리즘이 거리 기반 릴레이 노드 선정 알고리즘에 비해 네트워크 부하와 전달 지연시간에서 25% 성능 향상을 보였으며, 낮은 노드 밀도에서는 더욱 우수한 성능을 보였다.

VANET(Vehicular Ad hoc NETwork)에서 차량간(V2V) 무선 통신을 통해 긴급 메시지를 빠르고 정확하게 전송하기 위하여 거리와 밀도를 기반으로 최적의 전송 대기시간을 계산하고, 이를 기반으로 중계노드를 선정하여 전송지연을 줄이는 멀티홉 브로드캐스트 기법을 제안한다. 제안한 기법을 통하여 밀도가 낮은 환경에서도 전송 지연 없이 전체 네트워크에 전송할 수 있다.

본 논문에서는 DTN(Delay Tolerant Network) 환경에서 효율적인 메시지 전달을 위해 확률적으로 중계 노드를 선택하는 기법을 제안한다. DTN은 종단 간 연결이 불확실한 네트워크에서의 통신을 Store-Carry-Forward 방식을 사용하여 메시지를 목적 노드에 전달한다. 또한 종단 간 연결이 불확실한 상황에서도 중계 노드를 통해 메시지를 목적 노드에 전달하여 높은 전송률을 보장한다. 하지만 에피데믹(Epidemic) 라우팅이나 Spray and Wait 라우팅과 같은 기존 다중 복사 라우팅 알고리즘은 접촉한 모든 노드에게 메시지를 복사하여 메시지 복사로 인한 오버헤드가 높아진다. 반면에 PROPHET 라우팅과 같은 단일 복사 알고리즘은 적은 오버헤드를 발생시키지만 중계 노드 수 감소로 인한 메시지 전송률 감소 현상이 나타난다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 기존 DTN 라우팅의 문제점을 보완하기 위해 확률적으로 노드 분포를 분석하여 현재 네트워크에 효율적인 메시지 복사 방식을 선택하여 작동한다. 본 논문에서는 제안하는 알고리즘이 기존 DTN 라우팅 알고리즘과 오버헤드와 전송률을 비교하여 더 효율적임을 증명한다.

이동형 모바일 무선 센서 네트워크에서는 노드 전체가 이동하게 된다. 클러스터링을 기반으로 하는 모바일 무선 센서 네크워크에서는 노드위치의 빈번한 위치 변화에 따라 잦은 클러스터의 재구성이 이루어진다. 클러스터의 잦은 재구성은 많은 전력소비와 데이터의 손실을 유발할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기위해 중계 노드를 사용하여 클러스터의 재구성 회수를 줄이고 신뢰성있는 데이터 전송을 위한 중계 기법을 제안한다.

In mobile wireless sensor network, Whole nodes can move. In mobile wireless sensor network based on clustering, there can be frequent re-configuration of cluster according to frequent changes of location. Frequent reconfiguration of the cluster cause a lot of power consumption and data loss. To solve this problem, we suggest relay method for sending reliable data and decreases a number of re-configuration of cluster using relay node.

본 논문은 Delay Tolerant Networks(DTN)에서 이동노드의 속도, 방향과 같은 속성정보를 활용하여 이동노드의 상황에 따른 최적의 중계노드를 선정하는 기법을 제안한다. 중계노드의 이동성에 의하여 데이터 패킷을 전달함으로써 목적노드와 상이한 이동성의 중계노드가 선정되면, 전송 지연시간 및 패킷 손실이 자주 발생하였다. 따라서 본 논문에서는 전송 지연시간 및 패킷 손실이 증가하는 문제를 극복하기 위해, 이동노드의 속성정보를 활용하여 중계노드를 선정하는 기법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 서로 다른 이동노드가 접근하면 서로의 속도, 방향과 같은 속성정보를 교환한다. 또한 이동노드의 속성정보를 통해 각 이동노드의 상황을 인지하고 분석함으로써 목적노드에게 효율적으로 데이터를 전달 할 수 있는 중계노드를 선정하게 된다. 주어진 모의 실험결과 이동 노드의 속성정보를 활용하여 중계노드를 선정함으로써 패킷 전송률 측면에서 기존의 연구결과보다 향상된 결과를 보여주었다.

In this paper, we proposed the relay node selection scheme using property of node such as velocity, direction in Delay Tolerant Networks. the existing selection scheme is caused the problem increasing the transmission delay and packet loss, if select the relay node for different mobile with destination. To overcome this problem, we proposed the relay node selection scheme using the property of mobile node. the proposed scheme represents and shares the property of mobile node. The proposed algorithm assumed the sketchy position of node from mobile node delivering property of destination. In addition, the propose algorithm recognizes and analyzes the context of mobile node to provide the relay node transferring the data efficiently. The simulation result provides the better result in terms of transmission delay and packet delivery ratio by selecting transmission by relay node according property of node.

본 논문에서는 사용자자동인식, 실시간 상태 모니터링에 적합한 유헬스 시스템을 위한 생체정보측정기와 연계된 임베디드 미들웨어 SRN(Sensor Relay Node)를 제안한다. SRN는 U-health 서비스를 제공하기 위해 센서정보와 정보처리 기능을 갖으며 센싱 정보수집기와 어플리케이션에 처리된 정보를 제공한다.

본 논문에서는 사용자자동인식, 실시간 상태 모니터링에 적합한 유헬스 시스템을 위한 생체정보측정기와 연계된 임베디드 미들웨어 SRN(Sensor Relay Node)를 제안한다. SRN는 U-health 서비스를 제공하기 위해 센서정보와 정보처리 기능을 갖으며 센싱 정보수집기와 어플리케이션에 처리된 정보를 제공한다.