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Energy-Efficient Data-Aware Routing Protocol for Wireless Sensor Networks
이성협,금동원,이강원,조유제,Lee, Sung-Hyup,Kum, Dong-Won,Lee, Kang-Won,Cho, You-Ze The Institute of Electronics and Information Engin 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.38 No.12
센서 네트워크의 많은 응용분야에서 센서 노드가 감지하는 데이터는 긴급성에 따라 크게 일반 데이터와 긴급 데이터로 분류할 수 있다. 주기적인 상황 모니터링과 같은 일반 데이터는 손실이나 지연을 어느 정도 허용할 수 있는 반면에, 화재 경보와 같은 긴급 데이터는 손실 없이 실시간적으로 전달이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 이와 같은 데이터의 특성에 따라, 긴급 데이터의 전달 신뢰도를 높이면서 일반 데이터 전달의 에너지 효율을 고려한, 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 데이터 인지 라우팅 프로토콜을 제안한다 제안한 방안은 크게 두 가지 아이디어로 되어 있다. 첫째, 긴급 데이터에 대한 네트워크 생존율과 신뢰도를 향상시키기 위해, 각 센서 노드는 자신의 배터리 잔여량이 임계치 이하로 떨어지면 긴급 데이터만 전달하게 된다. 둘째, 긴급 데이터에 대한 전달 신뢰도를 높이고, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄이기 위해 데이터 종류에 따라 차별화된 전달 방법을 사용한다. 규칙적으로 발생하는 일반 데이터는 에너지 효율성을 증가시키기 위해 단일 경로 기반의 데이터 전달 방안을 사용하며, 긴급 데이터는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 방향성 플러딩 방법을 사용해 싱크로 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 긴급 데이터 전송에 있어 높은 신뢰성을 보장하면서, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄여 네트워크 생존율을 크게 증가시킬 수 있음을 보였다. In many applications of wireless sensor networks, sensed data can be classified either normal or urgent data according to its time criticalness. Normal data such as periodic monitoring is loss and delay tolerant, but urgent data such as fire alarm is time critical and should be transferred to a sink with reliable. In this paper, by exploiting these data characteristics, we propose a novel energy-efficient data-aware routing protocol for wireless sensor networks, which provides a high reliability for urgent data and energy efficiency for normal data. In the proposed scheme, in order to enhance network survivability and reliability for urgent data, each sensor node forwards only urgent data when its residual battery level is below than a threshold. Also, the proposed scheme uses different data delivery mechanisms depending on the data type. The normal data is delivered to the sink using a single-path-based data forwarding mechanism to improve the energy-efficiency. Meanwhile, the urgent data is transmitted to the sink using a directional flooding mechanism to guarantee high reliability. Simulation results demonstrate that the proposed scheme could significantly improve the network lifetime, along with high reliability for urgent data delivery.
MPLS 네트웍에서의 Loss Detection을 이용한 트래픽 엔지니어링 방안 연구
이성협(Sung-Hyup Lee),염익준(Ik-Jun Yoem),박원배(Won-Bae Park) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1A
본 논문에서는 먼저 Forwarding 방식의 라우팅 프로토콜인 MPLS(Multi-Protocol Label Switching)와 네트웍에서의 Traffic Engineering(TE)에 대한 개괄적인 설명과 함께, MPLS 네트웍 내에서의 트래픽 엔지니어링에 대해 기술한다. 그리고 MPLS 도메인 양 끝단에서단일 경로의 패킷에 대한 MPLS 헤더의 레이블 번호을 이용한 동일한 패킷인지에 대한 확인 방안과 MPLS 도메인 내에서 Loss Detection 메커니즘을 이용한 효율적인 트래픽 엔지니 어링방안을 제안한다. 향후 본 연구 방안을 적용하게 되면, 차등 서비스(Differentiated Services, Diffserv)를 제공하는 네트웍 환경의 핵심 망과 Mobile IP 기반의 무선 네트웍 환경에서 유선 네트웍의 Quality of Service(QoS)를 향상시킬 수 있을 것이다.
Energy-Efficient Data-Aware Routing Protocol for Wireless Sensor Networks
이성협(Sung-Hyup Lee),금동원(Dong-Won Kum),이강원(Kang-Won Lee),조유제(You-Ze Cho) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.45 No.6
센서 네트워크의 많은 응용분야에서 센서 노드가 감지하는 데이터는 긴급성에 따라 크게 일반 데이터와 긴급 데이터로 분류할 수 있다. 주기적인 상황 모니터링과 같은 일반 데이터는 손실이나 지연을 어느 정도 허용할 수 있는 반면에, 화재 경보와 같은 긴급 데이터는 손실 없이 실시간적으로 전달이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 이와 같은 데이터의 특성에 따라, 긴급 데이터의 전달 신뢰도를 높이면서 일반 데이터 전달의 에너지 효율을 고려한, 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 데이터 인지 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안한 방안은 크게 두 가지 아이디어로 되어 있다. 첫째, 긴급 데이터에 대한 네트워크 생존율과 신뢰도를 향상시키기 위해, 각 센서 노드는 자신의 배터리 잔여량이 임계치 이하로 떨어지면 긴급 데이터만 전달하게 된다. 둘째, 긴급 데이터에 대한 전달 신뢰도를 높이고, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄이기 위해 데이터 종류에 따라 차별화된 전달 방법을 사용한다. 규칙적으로 발생하는 일반 데이터는 에너지 효율성을 증가시키기 위해 단일 경로 기반의 데이터 전달 방안을 사용하며, 긴급 데이터는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 방향성 플러딩 방법을 사용해 싱크로 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 긴급 데이터 전송에 있어 높은 신뢰성을 보장하면서, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄여 네트워크 생존율을 크게 증가시킬 수 있음을 보였다. In many applications of wireless sensor networks, sensed data can be classified either normal or urgent data according to its time criticalness. Normal data such as periodic monitoring is loss and delay tolerant, but urgent data such as fire alarm is time critical and should be transferred to a sink with reliable. In this paper, by exploiting these data characteristics, we propose a novel energy-efficient data-aware routing protocol for wireless sensor networks, which provides a high reliability for urgent data and energy efficiency for normal data. In the proposed scheme, in order to enhance network survivability and reliability for urgent data, each sensor node forwards only urgent data when its residual battery level is below than a threshold. Also, the proposed scheme uses different data delivery mechanisms depending on the data type. The normal data is delivered to the sink using a single-path-based data forwarding mechanism to improve the energy-efficiency. Meanwhile, the urgent data is transmitted to the sink using a directional flooding mechanism to guarantee high reliability. Simulation results demonstrate that the proposed scheme could significantly improve the network lifetime, along with high reliability for urgent data delivery.
사물지능통신(M2M) 융합서비스 지원을 위한 이기종 플랫폼 간 연동방안
이성협 ( Sung-hyup Lee ),전근표 ( Gun-pyo Jeon ),권선영 ( Sun-young Kwon ),서종한 ( Jong-han Seo ),장원규 ( Won-gyu Jang ),홍승배 ( Seung-bae Hong ) 한국정보처리학회 2011 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.18 No.1
최근 IT(Information Technology)와 他산업 간의 융·복합이 촉진되면서 새로운 융합서비스로 사물지능 통신(M2M, Machine to Machine)이 차세대 지능형 인프라 기반의 핵심 서비스로 부각되고 있다. 사물지능 통신은 기존의 통신 인프라를 활용하여 사물정보의 수집, 가공, 처리를 통해 최종 서비스를 제공하는 기술 분야로 PHY, MAC, 라우팅에 대한 기술 이슈보다는 서비스 관점에서의 네트워크 아키텍처 정의와 기능, 서비스 플랫폼 간의 연동, M2M 단말과 네트워크 간의 인터페이스에 대한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 사물지능통신 융합서비스를 사용자에게 보다 편리하게 제공하기 위한 기존 플랫폼 간의 연동을 위한 요구사항과 방안을 제안한다.
센서 네트워크에서 에너지 효율성을 고려한 two-tier 라우팅 프로토콜
안은철,이성협,조유제,Ahn Eun-Chul,Lee Sung-Hyup,Cho You-Ze 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.13 No.1
센서 네트워크에서 센서 노드는 제한된 배터리 용량을 가지기 때문에 에너지 효율적인 라우팅을 통한 네트워크 수명의 최대화가 매우 중요하다. 따라서 많은 라우팅 프로토콜들이 개발되었으며 이는 크게 평면 라우팅과 계층적 라우팅으로 분류된다. 최근 계층적 라우팅 방안에 초점을 맞추고 많은 연구가 이루어지고 있으며 대표적인 방안으로 LEACH가 있다. 본 논문에서는 LEACH의 문제점을 분석하고 이를 보완하기 위한 새로운 라우팅 방안으로 ENTER (ENergy efficient Two-tiEr Routing protocol)를 제안한다. ENTER는 LEACH에서 사용된 분산 알고리즘을 통해 클러스터를 형성하며 클러스터 헤드간에 경로를 형성하여 싱크 노드로 통합된 데이터를 전송함으로써 에너지 손실을 줄이고 네트워크 수명을 증가시킨다. 시뮬레이션을 통해 LEACH와 ENTER의 성능을 비교하였으며, 제안된 ENTER가 더 효율적으로 에너지를 이용함으로써 네트워크 수명이 증가함을 알 수 있었다. Since sensor node has a limited energy supply in a wireless sensor network, it is very important to maximize the network lifetime through energy-efficient routing. Thus, many routing protocols have been developed for wireless sensor networks and can be classified into flat and hierarchical routing protocols. Recent researches focus on hierarchical routing scheme and LEACH is a representative hierarchical routing protocol. In this paper, we investigated the problems of the LEACH and proposed a novel energy efficient routing scheme, called ENTER(ENergy efficient Two-tiEr Routing protocol), to resolve the problem. ENTER reduces an energy consumption and increases a network lifetime by organizing clusters by the same distributed algerian as in the LEACH and establishing paths among cluster-heads to transmit the aggregated data to the sink node. We compared the performance of the ENTER with the LEACH through simulation and showed that the ENTER could enhance the network lifetime by utilizing the resources more efficiently.