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- 저자 : 안홍범(Hongbeom Ahn) (검색결과 7 건)
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무선 센서네트워크에서 임의 배치된 참조노드의 다중 세기 비콘신호 기반 측위 알고리즘
안홍범(Hongbeom Ahn),김동욱(Donguk Kim),홍진표(Jinpyo Hong) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1D
많은 측위 알고리즘이 참조노드가 정사각형의 모서리에 위치한다고 가정 하고 있지만, 실제로는 다각형이 되거나 매쉬형으로 배치될 수 있다. 신호세기를 달리함으로써 동심원을 구성하여 측위하는 WMRL(Weighted Multiple Rings Localization)도 기본적으로 참조노드의 배치가 정사각형으로 가정하고 있다. 본 논문에서는 참조노드는 임의로 배치되어 있는 경우에서의 측위로 확장한다. 즉, 측위하는 센서 노드가 수신 가능한 전파를 송신하는 모든 참조노드로부터 링 번호를 기반으로 자신의 위치를 추청한다. WMRL의 다중 신호 세기 링 방식을 채용, 각 링의 도달거리를 기반으로 센서노드가 자신과 참조노드 간의 거리를 유추하고, 최소자승법을 이용해 자신의 좌표를 계산하는 알고리즘을 제안한다. 실험 결과 제안한 알고리즘은 에러가 없는 환경과 다수 참조노드 환경에서 WMRL 및 WCL(Weighted Centroid Localization)보다 2배 이상의 성능향상을 보였으며, 에러가 있는 전파환경에서는 DV-hop 보다 평균 6%, WCL 및 WMRL에는 평균 16% 정도의 성능 향상 결과를 보였다.
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무선 센서 네트워크에서 가중 다중 링을 이용한 측위 기법
안홍범(Hongbeom Ahn),홍진표(Jinpyo Hong) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.37 No.5
무선 센서 네트워크에서 센서노드의 지리적인 위치를 요구하는 응용들이 현저하게 증가하고 있다. 최근 다양한 위치 측위 알고리즘들이 제안 되었지만, 대부분의 알고리즘은 특정한 하드웨어로 얻은 RSSI와 LQI 측정치를 기반으로 위치를 추정하고 있다. 본 논문에서는 이러한 추가적인 정보를 이용하지 않아도 기존 연구와 근사한 측정 결과를 얻을 수 있는 ‘가중 다중 링을 이용한 측위’ 알고리즘 WMRL(Weighted Multiple Rings Localization)을 제안한다. 고정노드(anchor nodes)들이 배치되어 있으며, 각 고정노드는 주기적으로 서로 다른 신호 세기의 비콘(beacon) 신호를 송출한다고 가정한다. 그러면, 비콘 신호는 공간상에 링을 형성하게 되며, 파워 레벨의 세기에 따라 다수의 동심원을 형성하는 동시에 링 간에 교차영역을 생성한다. 본 논문에서는 효율적인 측위 계산을 위해 각 링의 거리 비율에 따른 가중치 모델을 제안한다. 또한, 센서노드는 수신이 가능한 고정노드로부터 가장 가까운 링을 발견할 수 있으며, 이를 활용하여 센서노드는 자신의 위치를 고정노드 좌표의 가중 합으로 구한다. 제안된 알고리즘은 분산적으로 위치를 계산할 수 있으며, 추가적인 하드웨어를 요구하지 않는다. 추가적으로, 비 신뢰적인 RSSI 및 LQI에 의존하지 않고, 각 링 간의 거리 비율로 측위가 가능한 것이 특징이다. 그럼에도 불구하고, WMRL은 시뮬레이션 결과 2개의 링, 즉 2개의 파워 레벨로 구성하였을 경우에는 기존의 centroid 방식보다 평균 측위 에러가 2배 감소하였고, 3개의 링을 구성하였을 경우에는 WCL(Weighted Centroid Localization)과 대등한 측위 결과를 보였다. The applications based on geographical location are increasing rapidly in wireless sensor networks (WSN). Recently, various localization algorithms have been proposed but the majority of algorithms rely on the specific hardware to measure the distance from the signal sources. In this paper, we propose the Weighted Multiple Rings Localization(WMRL). We assume that each deployed anchor node may periodically emit the successive beacon signals of the different power level. Then, the beacon signals form the concentric rings depending on their emitted power level, theoretically. The proposed algorithm defines the different weighting factor based on the ratio of each radius of ring. Also, If a sensor node may listen, it can find the innermost ring of the propagated signal for each anchor node. Based on this information, the location of a sensor node is derived by a weighted sum of coordinates of the surrounding anchor nodes. Our proposed algorithm is fully distributed and does not require any additional hardwares and the unreliable distance indications such as RSSI and LQI. Nevertheless, the simulation results show that the WMRL with two rings twice outperforms centroid algorithm. In the case of WMRL with three rings, the accuracy is approximately equal to WCL(Weighted Centroid Localization).
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센서 네트워크에서 다중 파워 비콘신호의 SCORE 이용한 위치추정 알고리즘
안홍범(Hongbeom Ahn),이평재(Pyeongjae Lee),홍진표(Jinpyo Hong) 한국정보과학회 2010 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.37 No.1D
무선 센서 네트워크에서 LBS(Location Based Services)에 적합한 기술적인 요구사항이 증가하고 있다. 최근 LBS의 가장 기본이 되는 위치추정(Localization)에 관련하여 많은 알고리즘이 제안되고 있지만 센서 네트워크를 위한 요구사항을 만족하지 못하고 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서 5가지 주된 위치추정방식의 요구사항을 정의하고, 이를 만족하는 SCORE 알고리즘을 제안한다. 고정노드는 다중 파워의 비콘신호를 전송하게 되며, 이때 고정노드는 센서노드에게 위치정보를 비콘신호에 담아서 전송하게 되는데 이때 다중 비콘신호에 신호 순서에 해당하는 SCORE라고 고정노드로부터 센서노드까지의 거리에 대한 값을 포함하여서 전송하게 된다. 여러 고정노드로부터 수신한 위치정보를 수집한 센서노드는 간단한 연산과정을 거쳐 자신의 위치를 부산적으로 추정하게 된다. CAB 위치추정 알고리즘의 2가지 알고리즘을 동시에 사용하는 복잡성 문제와 Diffusion 알고리즘의 네트워크 외곽에서 발생하는 큰 위치추정 오류의 문제점을 SCORE 알고리즘에서는 해결하였다. 시뮬레이션 결과 SCORE 알고리즘은 독립적인 알고리즘 사용임에도 불구하고 CAB 위치추정 알고리즘과 비슷한 성능을 나타내었으며, Diffusion 알고리즘에서 발생한 네트워크 외곽 센서노들의 오류를 평균 7% 이상 향상 시켰다.
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참조노드가 임의 배치된 무선 센서네트워크에서 다중 세기 비콘신호 기반 측위
안홍범(Hongbeom Ahn),김동욱(Donguk Kim),홍진표(Jinpyo Hong) 한국정보과학회 2012 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.18 No.3
많은 측위 알고리즘이 참조노드가 정사각형의 모서리에 위치한다고 가정하고 있지만, 실제로는 다각형이 되거나 임의적으로 배치되는 경우가 있다. 실제 적용성이 높은 실내 측위 알고리즘 중 신호세기에 따라 가중치를 부여하고 측위하는 방식인 WCL(Weighted Centroid Localization) 이나 WMRL(Weighted Multiple Rings Localization)도 기본적으로 참조노드의 배치가 정사각형이라는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 참조노드가 임의로 배치되어 있는 경우에도 측위 할 수 있는 방식을 제안한다. 참조노드에서 송출한 다중 신호 세기의 비콘신호 중에서 수신 가능한 비콘신호를 이용해서 가중치를 구하는 대신 노드간의 거리를 추정하고, 이 거리를 삼변측량에 적용하여 자신의 위치를 계산한다. 실험 결과, 제안한 알고리즘은 에러가 없는 환경에서 WMRL 및 WCL보다 2배 이상의 성능향상을 보였다. 에러가 있는 실내 전파환경에서는 DV-hop보다 평균 6%, WCL 및 WMRL에 비해 평균 16% 정도로 측위 정확성이 개선되었음을 보였다. The majority of localization algorithms assume the anchor nodes are deployed in a square. However, the anchor nodes are likely to be deployed randomly. Both WCL and WMRL, these algorithms using weight value which is estimated by the strength of received signal have limitation. The limitation is that the anchor nodes must be placed in a square. In this paper, we proposed a localization algorithm that can calculate the position of nodes regardless of the limitation. In the proposed algorithm, a sensor node detects a beacon signal of multiple beacon signals emitted by an anchor node and it estimates the pseudo range between the anchor and beacon node. Lastly, it calculates its position by using trilateration. The simulation results show that the algorithm twice outperforms WCL and WMRL in an ideal environment. Furthermore, the proposed algorithm is better performance than DV-hop and WMRL, about 6% and 16% respectively in a noisy environment.
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무선 센서 네트워크에서 다중 세기 비콘 신호 기반의 향상된 DV-Hop 측위 알고리즘
안홍범(Hongbeom Ahn),홍진표(Jinpyo Hong) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.3
DV-Hop 측위 알고리즘은 홉의 크기가 다를 수 있음에도 불구하고 동일하다고 단순화하며, 센서노드와 참조노드 간의 거리는 그 사이의 홉 수로 계산하기 때문에 정밀성이 크게 훼손된다. 이로 인해 최소자승법으로 측위되는 최종 좌표는 많은 오차가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 DV-Hop의 이러한 문제를 해결하기 위해 참조노드 또는 센서노드에서 홉의 수가 홉 간에 전달 시 1씩 증가하지 않고 다중 세기 비콘신호의 신호 도달거리 비율에 따라 차등적으로 증가하는 방식을 제안한다. 이는 위치정보가 전달될 때 기존의 1의 값이 아닌, 노드 간 거리에 대응되는 값으로 매 홉 마다 홉 수를 증가시킴으로 노드 간의 거리추정 오차를 최소화하고, 전체적인 측위 성능을 향상하기 위한 방안이다. 실험 결과 제안하는 알고리즘이 DV-Hop보다 11%R정도의 성능향상이 있음을 보인다. DV-hop simplifies the distance of each hop as the same although the distance may be different. The different distances between anchor nodes and sensor nodes can also refer to the hop count by 1. So, the estimated distance can be corrupted. In this paper, to solve the problem, we propose that the hop count is not increased by 1 when position information transfers to next hop but it is differentially increased by the ratio of range of each multi-power beacon signal. In result, the proposed algorithm minimized the distance error between an anchor node and a sensor node by using the distance-related hop count and it also improves the performance of localization. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm outperforms DV-Hop, 11%R.
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유 · 무선 네트워크에서 무선 손실률을 고려한 equation 기반의 멀티캐스트 기법
박수현(Soohyun Park),안홍범(Hongbeom Ahn),홍진표(Jinpyo Hong) 한국정보과학회 2010 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.37 No.1D
TFMCC(TCP-Friendly Multicast Congestion Control)방식은 equation 기반의 멀티캐스트 혼잡 제어 메커니즘으로 TFRC(TCP-Friendly Rate Control) 프로토콜을 유니캐스트에서 멀티캐스트 도메인으로 확장한 방식이다. TFMCC 방식은 현재 무선 환경에 적용 시 유선 환경에서의 혼잡에 의한 패킷 손실뿐만 아니라, 무선 환경에서 무선 링크 에러를 네트워크의 혼잡으로 인식하며, single-rate 멀티캐스트 혼잡제어의 특성인 가장 낮은 수신단의 성능으로 전체 네트워크 전송률이 급격히 저하된다. 이에 본 논문에서는 무선 환경에서의 TFMCC의 성능 향상을 위해 네트워크의 무선 환경의 손실률과 유선 환경 손실률을 모델링하여 구분한 ARC(Analytical Rate Control)의 TCP 전송률 equation 을 TFMCC에 맞게 적용하였으며, 멀티캐스트 도메인에서 전송률 제어 시 무선 손실률을 별도로 고려하는 방식(M-ARC)을 제안하였다. 또한 성능 평가를 위해서 시뮬레이션 한 결과 무선 환경을 고려한 M-ARC(Multicast-Analytical Rate Control)가 기존의 TFMCC에 비해 더 높은 전송률을 유지함을 볼 수 있었다.
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