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An implicit Multi-hop Communication scheme based on Overhearing in IoT LoRa Networks
Mugerwa Dick,Hyunseok Choi(최현석),Youngju Nam(남영주),Yongje Shin(신용제),Euisin Lee(이의신) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
The advent of Low Power Wide Area Networks (LPWAN) culminated in a quest for innovative low power, low cost and long-range transmission network solutions promoted by the Internet of Things (IoT). With wide coverage, low energy and openness of LoRa technology, has attracted attention from both industry and academia. However, this technology suffers from several challenges. In this work, an innovative implicit multi hop scheme takes advantage of overhearing to extend both uplink and downlink data to the gateway for only weak signals and un demodulated data packets. Implementation of this scheme not only improves the packet delivery ratio but also minimizes packet delay, thus a longer lifetime of the LoRa network.
IoT LoRa 네트워크에서 Overhearing 기술을 활용한 신뢰성 및 에너지 효율 최적화 다중 홉 통신 프로토콜
Mugerwa Dick,남영주(Youngju Nam),최현석(Hyunseok Choi),신용제(Yongje Shin),이의신(Euisin Lee) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
Internet of Things (IoT)에서 요구하는 저전력, 저비용 및 장거리 전송 네트워크에 대한 해결책으로 Low Power Wide Area Networks (LWAN)가 대두되고 있다. 광범위한 통신 범위와 낮은 소비 전력 및 호환성의 이유로 LoRa 기술은 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, 이 기술은 몇 가지 난제로 인하여 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 논문은 Overhearing 기술을 활용하여 송수신 신호가 약한 노드의 메시지를 게이트웨이에게 전달하기 위한 방안을 제시한다. 이 방안은 송수신 신호가 약한 노드의 메시지를 보강함으로써 통신의 신뢰성을 향상시키고 전체적인 노드들의 배터리 잔량 정보를 통하여 네트워크의 유지 시간을 증가시킬 수 있다.
Multiple Sink Nodes to Improve Performance in WSN
Dick, Mugerwa,Alwabel, Mohammed,Kwon, Youngmi Korea Multimedia Society 2019 멀티미디어학회논문지 Vol.22 No.6
Wireless Sensor Networks (WSNs) consist of multiple tiny and power constrained sensors which use radio frequencies to carry out sensing in a designated sensor area. To effectively design and implement reliable WSN, it is critical to consider models, protocols, and algorithms that can optimize energy consumption of all the sensor nodes with optimal amount of packet delivery. It has been observed that deploying a single sink node comes with numerous challenges especially in a situation with high node density and congestion. Sensor nodes close to a single sink node receive more transmission traffic load compared to other sensors, thus causing quick depletion of energy which finally leads to an energy hole and sink hole problems. In this paper, we proposed the use of multiple energy efficient sink nodes with brute force technique under optimized parameters to improve on the number of packets delivered within a given time. Simulation results not only depict that, deploying N sink nodes in a sensor area has a maximum limit to offer a justifiable improvement in terms of packet delivery ratio but also offers a reduction in End to End delay and reliability in case of failure of a single sink node, and an improvement in the network lifetime rather than deploying a single static sink node.
차량 네트워크에서 차량 이동성 정보 기반의 컨텐츠 프리캐싱 가드밴드에 관한 연구
남영주(Youngju Nam),최현석(Hyunseok Choi),Mugerwa Dick,신용제(Yongje Shin),이의신(Euisin Lee) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문은 차량 네트워크에서 차량의 이동 정보를 활용하여 상호 협력적으로 콘텐츠를 사전 캐싱하는 방안에 대하여 가드밴드가 추가됨에 따른 영향을 연구하였다. 최근 차량 네트워크에서 사용자의 콘텐츠 이용의 불편함을 줄이기 위하여 지연 시간과 트래픽을 감소시키기 위해 사전 캐싱을 사용하기 위한 연구가 되어오고 있다. 하지만, 차량의 불규칙적인 속도와 무선 연결의 불안정성으로 인하여 사전 캐싱량에 오차가 발생하게 되며 지연 시간의 증가로 이어지게 된다. 따라서, 본 논문에서는 사전 캐싱량에 대한 오차를 가드밴드로 극복하여 지연시간을 줄이는 방안을 제시한다. 시뮬레이션은 NS-3 로 진행되었으며 성능 결과에서 제안 방안이 기존 방안들보다 성능이 향상됨을 볼 수 있었다.
차량 네트워크에서 차량의 이동성 정보를 이용한 차량 클라우드 서비스 안정성 향상을 위한 차량 클라우드 관리 방안
최현석(Hyunseok Choi),남영주(Youngju Nam),신용제(Yongje Shin),Mugerwa Dick,이의신(Euisin Lee) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문은 차량 네트워크에서 차량들의 이동 정보를 이용하여 차량 클라우드를 유지하는 방안을 제시한다. 최근 사용자가 요구하는 데이터의 급격한 증가로 인하여 기지국이 부담해야할 트래픽이 거대해지고 있다. 따라서, 주변에 있는 차량을 이용하여 클라우드를 생성하는 방안으로 기지국의 부담을 완화시키는 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 클라우드가 붕괴되는 상황을 예측하여 미리 재구성함으로서 클라우드를 유지하는 방안을 제시한다. 시뮬레이션은 NS-3로 진행되었으며 성능 결과에서 기지국이 감당하는 패킷 수가 현저히 감소하였다.
차량 네트워크에서 시간-공간 그래프를 기반으로 컨텐츠 전달 차량 선택의 최적화 프로토콜
남영주(Youngju Nam),최현석(Hyunseok Choi),신용제(Yongje Shin),Mugerwa Dick,이의신(Euisin Lee) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
본 논문은 통신 범위 내에 있는 차량들의 이동 정보를 알고 있는 Roadside unit 을 활용하여 시간-공간 그래프를 그리며 해당 그래프를 토대로 공급 차량, 요청 차량과의 연결 관계를 통하여최적의 전달 차량을 선택하는 방안을 제시한다. 최근 사용자들의 컨텐츠에 대한 급격히 증가된 수요로 인하여 기지국에 점차 많은 부담을 주고 있다. 기지국의 부담을 줄이기 위하여 주위에 요청된 컨텐츠를 가지고 있는 차량이 존재할 경우, 기지국을 통하지 않고 차량간의 통신을 활용하여 컨텐츠를 전달하는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 차량간의 통신만으로 는 컨텐츠를 가지고 있는 공급자의 위치와 전달 경로를 찾는 것에 대하여 부담이 크기 때문에, 본 논문에서는 Roadside unit 을 활용하여 공급자의 위치에 기반한 최적의 전달 경로를 계산하는 방안을 제시한다. Convex 최적화를 통하여 얻어진 전달 경로의 차량들을 활용할 경우, 신뢰성을 최대화할 수 있다.