Earticle

5G-based MANET has received a lot of attention recently. Its fundamental feature is that nodes are constantly subjected to high traffic loads, while QoS requirements are extremely stringent. When applied to 5G-based MANETs, existing routing protocols have shown drawbacks. In this paper, we propose an enhanced AODV protocol solution for 5G-based MANETs. Using reinforcement learning, each node updates a state information database of intermediate nodes along routes to destinations. This database is used by the routing algorithm to find guaranteed QoS routes. Our solution is highly efficient in terms of throughput, end-to-end delay, and SNR, according to the simulation results.

The performance of traditional routing protocols for mesh networks can decrease significantly in disaster recovery situations due to dynamic changes to the network environment. A number of multi-path routing protocols have been proposed to address such issues. MMQR is a multi-path routing protocol for OFDM?TDMA mesh networks which use multiple paths that can be replaced immediately by one another in case of link failures. In this paper we extend the MMQR such that the alternative paths are reordered adaptively as the communication environment changes based on the heuristic model of attractor selection mechanism by which biological entities are known to adapt to dynamically changing environment. Simulation results show that the multi-path routing protocol with attractor selection mechanism outperforms existing multi-path routing protocols in terms of packet delivery ratio, throughput and QoS.

기존의 Greedy 경로 프로토콜은 일반적으로 차량 Ad-hoc 통신 (Vehicle Ad-hoc Networks) 에서 좋은 성능을 보인 다. 그러나 일시적으로 거리를 비게 만드는 교통신호가 존재하는 구간이나 분리된 도로가 합류하는 지점이 없는 도시의 도로에서 지형적인 영향으로 Greedy 라우팅 프로토콜은 잘못된 경로 라우팅 된 경우 불필요하게 경로가 길어지거나 라 우팅 실패가 많이 발생한다. 또한, 단순하게 목적지 노드와의 직선거리를 가지고 노드들의 우선순위를 부여하고 가장 낮 은 값을 가진 노드를 중계노드로 선택한다. 최근에 차랑 Ad-hoc 통신에서는 지리적인 환경의 특성 때문에 거리뿐만 아 니라 전달 방향도 중요한 요소 중에 하나이다. 그래서 본 논문은 개선된 프로토콜을 제안 하는데 하나의 노드가 패킷을 전달할 때 목적지 노드 까지를 지능적으로 거리 및 전달 방향성을 고려하여 다음 노드를 선정하고 교통 통신 상태를 지 능적 제어에 따라 보다 안정적인 경로 설정을 할 수 있게 하고 지형적 모델이 따라 자유롭게 변경이 가능 하게끔 관리 한다. 제안된 프로토콜 방법의 성능 분석은 두 가지의 이동모델을 적용한 네트워크 시뮬레이션을 통하여 검증하였고 대 부분의 경우 기존 프로토콜보다 좋은 성능을 보였다.

Greedy protocols show good performance in Vehicular Ad-hoc Networks (VANETs) environment in general. But they make longer routes causing by surroundings or turn out routing failures in some cases when there are many traffic signals which generate empty streets temporary, or there is no merge roads after a road divide into two roads. When a node selects the next node simply using the distance to the destination node, the longer route is made by traditional greedy protocols in some cases and sometimes the route ends up routing failure. Most of traditional greedy protocols just take into account the distance to the destination to select a next node. Each node needs to consider not only the distance to the destination node but also the direction to the destination while routing a packet because of geographical environment. The proposed routing scheme considers both of the distance and the direction for forwarding packets to make a stable route. And the protocol can configure as the surrounding environment. We evaluate the performance of the protocol using two mobility models and network simulations. Most of network performances are improved rather than in compared with traditional greedy protocols.

Energy has been a major concern in almost all networks, especially the consumption and optimized utilization of energy. Lots of work has been experimented and proposed in the past with relevant evidences for fault detection too. However, researchers have yet to find the absolute solution to routing protocol for pre - “fault tolerance and prevention” using energy efficient awareness. In this paper, we have designed a protocol, if in case of failure which selects succeeding node in energy efficient manner; and if in case of its failure, sensitively restores the connectivity of the neighbors of a cluster around that node.

A clustering scheme for ad hoc networks is aimed at managing a number of mobile devices by utilizing hierarchical structure of the networks. In order to construct and maintain an effective hierarchical structure in ad hoc networks where mobile devices may move at high mobility, the following requirements must be satisfied. The role of each mobile device for the hierarchical structure is adaptive to dynamic change of the topology of the ad hoc networks. The role of each mobile device should thus change autonomously based on the local information. The overhead for management of the hierarchical structure is small. The number of mobile devices in each cluster should thus be almost equivalent. This paper proposes an adaptive multihop clustering scheme for highly mobile ad hoc networks. The results obtained by extensive simulation experiments show that the proposed scheme does not depend on mobility and node degree of mobile devices in the ad hoc network, which satisfy the above requirements.

이 논문에서는 노드 당 소비 전력의 균형을 달성하기 위해 네트워크 수명의 최적 경로 탐색 과정을 달성하기 위한 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 각 중간 노드가 전력 레벨 및 자식 노드의 분기 수를 유지하고 노드에 가장 가까운 이웃 노드로 데이터를 전송한다. 제안 프로토콜은 클러스터내에 존재하는 싱크의 수명 을 연장시키기 위해서 각 노드의 에너지 소비를 최소화 한다. 또한, 제안 프로토콜은 노드의 잔류 에너지와 기지국과 의 거리를 기준으로 인접한 중계 노드를 선택한다. 실험 결과, 제안 프로토콜은 기존 프로토콜에 비해 네트워크 내 잔존하는 노드들의 수명을 7.5 % 의 높였다.

In this paper, we propose an efficient routing protocol to achieve an optimal route searching process of the network lifetime by balancing power consumption per node. The proposed protocols aim at finding energy-efficient paths at low protocol power. In our protocol, each intermediate node keeps power level and branch number of child nodes and it transmits the data the nearest neighbor node. Our protocol may minimize the energy consumption at each node, thus prolong the lifetime of the system regardless of the location of the sink outside or inside the cluster. In the proposed protocol for inter-cluster communication, a cluster head chooses a relay node from its adjacent cluster heads according to the node's residual energy and its distance to the base station. Simulation results show that proposed protocol successfully balances the energy consumption over the network, and achieves a remarkable network lifetime improvement as highly as 7.5%.

이 논문에서는 노드 당 소비 전력의 균형을 달성하기 위해 네트워크 수명의 최적 경로 탐색 과정을 달성하기 위한 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 각 중간 노드가 전력 레벨 및 자식 노드의 분기 수를 유지하고 노드에 가장 가까운 이웃 노드로 데이터를 전송한다. 제안 프로토콜은 클러스터내에 존재하는 싱크의 수명 을 연장시키기 위해서 각 노드의 에너지 소비를 최소화 한다. 또한, 제안 프로토콜은 노드의 잔류 에너지와 기지국과 의 거리를 기준으로 인접한 중계 노드를 선택한다. 실험 결과, 제안 프로토콜은 기존 프로토콜에 비해 네트워크 내 잔존하는 노드들의 수명을 7.5 % 의 높였다.

In this paper, we propose an efficient routing protocol to achieve an optimal route searching process of the network lifetime by balancing power consumption per node. The proposed protocols aim at finding energy-efficient paths at low protocol power. In our protocol, each intermediate node keeps power level and branch number of child nodes and it transmits the data the nearest neighbor node. Our protocol may minimize the energy consumption at each node, thus prolong the lifetime of the system regardless of the location of the sink outside or inside the cluster. In the proposed protocol for inter-cluster communication, a cluster head chooses a relay node from its adjacent cluster heads according to the node's residual energy and its distance to the base station. Simulation results show that proposed protocol successfully balances the energy consumption over the network, and achieves a remarkable network lifetime improvement as highly as 7.5%.

본 논문에서는 다중 홉 ad-hoc 네트워크가 단방향 경로를 포함하고 있는 경우 단방향 링크를 통하여 패킷을 전송하기 위한 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 노드에서 패킷의 송신과 수신이 가능하도록 두개의 라우팅 테이블로 구성되어 있다. 프로토콜은 양방향 링크들로만 구성된 네트워크와 단방향 링크를 포함하는 네트워크 모두에 운용이 가능하다. 제안하는 프로토콜은 양방향 링크뿐만 아니라 단방향 링크도 고려한 방식이므로 패킷의 송신과 수신을 위한 경로 생성 시 단방향 링크에 대한 경로생성이 내재된다

We proposed a simple and efficient routing protocol designed specifically for multi-hop ad-hoc networks. The proposed protocol is composed of the two routing tables which work together to allow nodes to send and receive packets. All aspects of the protocol can be operated on networks entirely consisting bidirectional links and networks with unidirectional links. Finding unidirectional link is embedded in the routing protocol since we considered not only bidirectional links but also unidirec-tional links when we developed a method.

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.

클러스터 기반의 라우팅 프로토콜은 네트워크 내의 노드들의 에너지를 균등하게 소비하나 고립 노드가 발생하여 에너지 효율을 저해하며, 홉 기반의 라우팅 프로토콜은 대규모 네트워크나 동적으로 변경되는 환경에는 적당하나, 정기적인 플러딩과 싱크 주변 노드들의 급격한 에너지 손실로 인해 네트워크 생존 시간을 줄어들게 한다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 내의 노드들의 제한된 에너지 자원을 균등하게 소모하기 위해 클러스터링 기반의 라우팅 방법을 사용하고 클러스터에 포함되지 않은 고립 노드들을 근접 클러스터에 홉 방식을 적용하였다. 참여 못한 고립 노드들을 클러스터에 포함시킬 때 노드들의 에너지 부하를 균등하게 하기 위해 피보나치수열을 이용하여 클러스터에 참여하는 노드 수를 조절하였다. 본 논문에서 제안한 프로토콜이 기존의 방법에 비해 고립 노드의 수를 줄여 에너지 효율이 높아짐을 보였다.

The Cluster-based routing protocol is consumed the energy consumption efficiently, but there are many isolated nodes while clustering, so these are impeding energy efficiency. Hop-by-hop based routing protocol is suitable large-scaled network or dynamic environment. However, with the periodic flooding signal and rapid energy loss of near sink nodes, the network life time become shorter. In this paper, We propose the hybrid routing protocol that combine the cluster based routing method for energy efficiency of nodes and hop-by-hop method for re-joining the isolated nodes and load balance of nodes in the near cluster using fibonacci sequence. Based on the analysis, it is proved that the hybrid routing protocol provided higher energy efficiency and less the isolated nodes than previous methods.

최근 USN에서 라우팅 프로토콜에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 중에서도 계층적 라 우팅 프로토콜에 대한 연구가 실용적이고 관심을 받고 있는 분야이다. 본 논문에서는 대표적인 계층적 라우팅 프로토콜인 HEED를 대상으로 취약점을 분석하고 이를 해결할 수 있도록 노드의 에너지 소비량을 줄이고 새로운 CH를 선출하는데 효과적인 새로운 프로 토콜을 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안한 프로토콜은 기존의 HEED보다 각 노드들의 잔존 에너지양에 가중치를 두어 새로운 CH를 초기에 선정하고, 선출된 CH의 잔존 에너지양이 60%가 되는 시점을 기준으로 교체 해 주는 방식을 제안하였다. 또한 CH를 교체 선출함에 있어서도 응답시간을 기준으로 기존의 CH 노드와 가장 가까운 곳에 위치하는 노드로 교체하도록 하는 기법을 적용하였다. 제안한 시스템에 대한 시뮬레이션 결과, 클러스터 내의 모든 노드들이 공평하게 에너지를 소비하며, 이를 통해서 전 체 클러스터의 생존율을 약 30% 가량 향상시킬 수 있었다.

Recently, Study for routing protocol is gone vigorously in the USN(Ubiquitous Sensor Network). A hierarchical routing protocol is being practical and received interest among them. Therefore we analyze a weak point of HEED. And I suggest the new protocol that solved a weak point of HEED. The new protocol that we propose puts weight in the energy remainder amount than HEED and elect CH. And elected CH is designed to change by new node when quantity of energy leftover becomes less than 60%. Therefore all nodes come to use energy fairly. The protocol that we proposed can prove the cluster survival rate about 30%. And CH is more effective because when elect CH replace, response time selects small node

본 연구는 기존에 연구된 다양한 라우팅 기법들보다 노드의 이동에 따른 적응력 향상과 에너지 관리의 효율성을 향상하는데 목적이 있다. 본 연구의 목적은 각각의 센서 노드들에 의해 수신되는 RSSI 값과 센서의 위치 정보를 라우팅에 활용하는 기법이다. 본 연구는 주변 1-홉(hop) 거리의 노드 정보를 저장하지 않는다. 그리고 근거리 다중 홉 전송 기법에서 중계 노드 선택을 위한 정보 교환 과정에서 발생하는 에너지 비효율적인 트래픽 문제를 해결한다. 본 연구에서 제안하는 라우팅 프로토콜 기법은 각각의 노드들이 수신하는 RSSI 값이 설정된 전송 범위에 해당하는 노드를 선택하고 그리고 선택된 노드의 위치 정보를 바탕으로 목적지 노드에 가장 가까운 노드를 중계 노드로 선정하는 기법이다. 따라서 목적지 노드까지 데이터 전달 홉 수를 줄이고, 에너지를 효율적으로 관리하여 노드의 에너지 고갈을 방지하기 위한 것이다.

This study has a purpose that improves efficiency of energy management and adaptation followed by movement of node better than the various early studied routing techniques. The purpose of this paper is the technique that uses RSSI value and location of sensor that is received by each sensor node to routing. This sduty does not save node information of 1-hop distance. And it solves energy-inefficient traffic problem that happens during data exchange process for middle node selection in close range multi hop transmission technique. The routing protocol technique that is proposed in this study selects a node relevant to the range of transmission which is set for RSSI value that is received by each node and selects the closest node as a middle node followed by location data. Therefore, it is for not exhaustion of node's energy by managing energy efficiently and cutting data transmission consuming until the destination node.

무선센서네트워크(WSN)에서 메시지 전송 시 에너지 효과적인 경로를 찾는 것은 중요한 이슈 중 하나이다. WSN을 위한 다수의 프로토콜들이 개발되었고 그 중 DD(directed diffusion)는 플랫 기반의 대표적인 프로토콜이다. 하지만 DD가 사용하는 최단경로 기법은 센싱 홀과 네트워크 분리의 문제점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 최소 에너지 레벨과 홉 카운트를 동시에 계산하여 최적경로를 찾는 프로토콜을 제안한다. 성능평가 결과 본 논문에서 제안한 프로토콜은 DD 프로토콜에 비해 약 25% 센싱 홀 문제를 개선했으며 또한 13% 오랜 네트워크 생존기간을 보였다.

networks. The route scheme should consider both of the energy level of sensor nodes and the number of hops at the same time. First of all, this paper proposes an optimum routes finding scheme, which could be used in the sensor network routing protocols. The scheme uses an optimum value for the path with the considerations of both the minimum energy level of a path and the number of hops at the same time. The analysis result shows that the proposed routing protocol could lengthen the network life cycle about 13% compared to the previous DD protocols.

이 논문에서는 이동 애드혹 네트워크 환경에서 네트워크 생존시간을 최대화하기 위한 에너지 인지 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 라우팅 프로토콜은 소스 라우팅 방식을 기반으로 하며, 이동 노드의 송수신 전력 소모량과 배터리 잔량을 소스 노드와 목적지 노드 종단간 고려하여 생존시간이 가장 긴 경로를 선택한다. 이를 위한 새로운 라우팅 비용을 제안하며, 경로 탐색시 발생하는 제어 패킷 오버헤드를 최소화하는 라우팅 프로토콜을 설계한다. 시뮬레이션 결과 제안방식은 전송 홉 수, 전송률, 에너지 소비량 측면에서 기존 방식과 비슷한 수준의 성능을 보이면서, 생존시간 측면에서는 기존 방식 대비 약 20%의 성능향상을 보여준다.

In this paper, we propose an energy-aware source routing protocol for maximizing a network lifetime in mobile ad hoc network environments. The proposed routing protocol is based on the source routing and chooses a path that maximize the path lifetime, by considering both transmit/receive power consumption and residual battery power in the mobile nodes from the perspective of source-destination end-to-end. This paper proposes a new routing cost and designs a new routing protocol for minimizing the control packet overhead occurred during the route discovery. Simulation results show that the proposed scheme has similar performances to the conventional routing schemes in terms of the number of transmission hops, transmission rate and total energy consumption, but achieves the performance improvement of 20 percent with respect to the lifetime.

Ad hoc network는 무선 노드들의 집합으로서 어떤 인프라스트럭처 도움 없이 그들 서로가 multi-hop 경로를 통해 통신한다. 본 논문에서는 ad hoc network에서 사용되는 proactive 라우팅 프로토콜과 on-demand 라우팅 프로토콜의 혼합인 hybrid 라우팅 프로토콜에 대해 제안하였다. 본 논문에서는 기존의 hybrid 라우팅 프로토콜인 ZRP와는 달리 Ad hoc network를 구성하는 노드들 중에 네트워크 서비스를 제공해주는 특별한 노드를 설정하여 라우팅 하는 방법을 제안한다. 이러한 역할을 해주는 특별한 노드를 본 논문에서는 C-Node라 부른다. C-Node를 이용한 라우팅으로 기존의 라우팅 프로토콜보다 경로 설정 시간과 flooding 시간을 줄이므로서 효율적인 라우팅을 수행할 수 있게된다.