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항만/야적장 적치 환경에 적합한 컨테이너 네트워크 라우팅 프로토콜
곽광훈(Gwang-Hoon Kwark),이재기(Jae-Kee Lee) 한국통신학회 2011 韓國通信學會論文誌 Vol.24 No.7
글로벌 물류에 있어 핵심 중의 하나인 화물 컨테이너의 위치와 봉인 여부 등의 상태 정보를 항만, 야적장, 선박 등의 적치 환경에서 실시간으로 전달하기 위해서는 무선 Ad-Hoc 네트워크 통신 기술이 필요하다. 본 논문에서는 금속 재질로 된 음영 환경 등의 제약사항을 가지고 컨테이너의 잦은 이동이 이루어지는 항만이나 야적장에 적합한 컨테이너 네트워크의 라우팅 프로토콜을 제안한다. 각각의 정보가 싱크 노드로 신뢰성 있게 전달되면서도 잦은 가입/이탈에 대응할 수 있는 간단한 메시 네트워크 알고리즘을 적용하였다. 경유노드가 문제가 생기자마자 대체 경로를 제공하고 주변 노드에게 알림으로써 즉각적인 최적경로를 유지한다. 대체 경로 제공 기능을 가진 대표적 무선 Ad-Hoc 라우팅 프로토콜인 AODV와 시뮬레이션을 통한 성능을 비교하였다. 비교 결과, 제안한 라우팅 프로토콜이 가입/이탈이 빈번하고 링크 품질이 자주 변하는 환경에서 더 나은 성능을 가졌음을 확인하였다. For the real time monitoring and tracking of shipping container which is one of the core objects for global logistics, Wireless Ad-Hoc Network technology might be needed in stacking environments such as ports, yards and ships. In this paper, we propose a container network routing protocol suitable for port or yard stacking environments which include some constraints such as shadow area problem from metal material, frequent movement of container, etc. With this protocol in which a mesh network algorithm is applied, every container data packet can be delivered to the sink node reliably even with frequent join/leave of container nodes. As soon as a node on path gets malfunction, alternative backup path is supported with notice to neighbor node, which makes constant total optimal path. We also verified that the performance of proposed protocol is better than AODV, one of previous major MANet(Mobile Ad-Hoc Network) protocol with a function for alternative path, which says the proposed protocol is better for frequent join/leave and variable link quality.
최익성,곽광훈,김근형,Choi, Ick-Sung,Kwark, Gwang-Hoon,Kim, Geun-Hyung 한국정보처리학회 2011 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.18 No.4
본 논문은 무선 센서 네트워크를 위한 라우팅(routing) 알고리즘에서 라우팅 구성을 위한 트래픽을 줄이기 위한 방법을 제안한 것이다. 제안된 방법은 일정 기간 동안 라우팅 메시지를 모아서 그 결과를 한번만 전송함으로써 라우팅 트래픽을 줄인다. 이 라우팅 트래픽을 모으는 방법은 네트워크의 경로 설정을 위한 시간이 증가하는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여, 첫 하나 또는 몇 개의 라우팅 메시지는 즉시 전달하고 그 이후의 라우팅 메시지들은 일정 기간 동안 모아서 전달한다. 제안된 방법은 Qualnet 시뮬레이터와 C 언어를 이용하여 모델링하고 구현하였다. 실험을 통하여 제안된 방법들이 라우팅 트래픽을 효과적으로 줄일 수 있음을 보였다. This paper proposes techniques for wireless sensor network routing algorithm with small routing traffics. It reduces routing traffic by gathering routing messages for fixed duration of time and the routing message for the configuration result is sent once. The routing traffic gathering technique has disadvantage of longer network configuration time. To overcome this, first one or first few routing messages are delivered immediately and later routing messages are gathered for fixed duration of time. The proposed scheme was modelled and implemented in Qualnet simulator using C language. Experimental results show that the proposed techniques are effective for reducing routing traffics.
컨테이너 환경에서 토플로지 재구성 시간을 개선한 변형 LEACH 프로토콜
이양민,이기원,곽광훈,이재기,Lee, Yang-Min,Yi, Ki-One,Kwark, Gwang-Hoon,Lee, Jae-Kee 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.15 No.4
일반적으로 애드-혹 네트워크에 적용되는 라우팅 알고리즘은 수천 개 이상의 많은 노드를 포함하는 환경에는 적합하지 않다. 이 문제를 해결하기 위해서 노드에 대한 계층적 관리와 토플로지의 안정적 유지를 위해 클러스터링 기반의 프로토콜을 이용한다. 본 논문에서는 통신 노드들을 장착한 금속 컨테이너들이 이동하는 환경에서도 적용 가능한 클러스터링 기반의 변형 LEACH 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 클러스터 기반의 프로토콜인 LEACH에 노드 이동을 감지하는 모듈을 구현하였고, 노드가 이동하는 환경에서 LEACH가 가지는 단점을 개선하였다. 그리고 멀티 홉의 구성 방법을 조절하여 효율적인 통신이 가능하도록 하였다. 또한 제안한 프로토콜과 기존의 LEACH 프로토콜을 점진적 네트워크 구성 시간, 토플로지 재구성 시간, 컨테이너 환경에서의 통신 성공률, 그리고 라우팅 오버헤드라는 네 가지 관점에서 비교하였다. 비교 결과, 본 논문에서 제안한 프로토콜이 금속 컨테이너에 포함된 이동 가능한 노드의 통신에서 기존의 LEACH 프로토콜보다 우수함을 확인하였다. In general, routing algorithms that were applied to ad-hoc networks are not suitable for the environment with many nodes over several thousands. To solve this problem, hierarchical management to these nodes and clustering-based protocols for the stable maintenance of topology are used. In this paper, we propose the clustering-based modified LEACH protocol that can applied to an environment which moves around metal containers within communication nodes. In proposed protocol, we implemented a module for detecting the movement of nodes on the clustering-based LEACH protocol and improved the defect of LEACH in an environment with movable nodes. And we showed the possibility of the effective communication by adjusting the configuration method of multi-hop. We also compared the proposed protocol with LEACH in four points of view, which are a gradual network composition time, a reconfiguration time of a topology, a success ratio of communication on an containers environment, and routing overheads. And to conclude, we verified that the proposed protocol is better than original LEACH protocol in the metal containers environment within communication of nodes.