Clustering Triangular Routing Protocol in Wireless Sensor Network

무선 센서 네트워크에서 삼각 클러스터링 라우팅 기법

Wireless sensor networks consist of small battery powered devices with limited energy resources. Once deployed, the small sensor nodes are usually inaccessible to the user, and thus replacement of the energy source is not feasible. Hence, energy efficiency is a key design issue that needs to be enhanced in order to improve the life span of the network. In BCDCP, all sensors send data from CH (Cluster Head) and then to BS (Base Station). BCDCP works well in small-scale network but in large scale network it is not appropriated since it uses much energy for long distance wireless communication. We propose a routing protocol - Triangular Clustering Routing Protocol (TCRP) - to prolong network life time through the balanced energy consumption. TCRP selects cluster head of triangular shape. The sensor field is divided into energy level and in every level we choose one node as a gate node. This gate node collects data and sends it to the leader node. Finally the leader node sends the aggregated data to the BS. We show TCRP outperforms BCDCP with several experiments.

무선 센서 네트워크는 한정된 에너지 자원과 전원 공급 장치, 그리고 소형 배터리로 구성되어 있다. 센서 노드는 설치가 되면 사용자가 다시 접근할 수 없고 에너지 소스의 배포 및 교체가 가능하지 않다. 따라서, 네트워크의 수명 향상을 위해서는 에너지효율성이 네트워크 디자인의 핵심 요소가 된다. BCDCP 에서는 모든 센서는 CH (클러스터 헤드)로 데이터를 보내며 CH 는 BS(베이스 스테이션)로 이를 전송한다. BCDCP 는 소규모 네트워크에서는 잘 작동하지만 대규모 네트워크에서는 장거리 무선 통신을 위해 많은 에너지를 사용하기 때문에 적합하지 않다. 본 논문에서는 균형 잡힌 에너지 소비를 통해 네트워크 수명을 연장할 수 있는 삼각형 클러스터링 라우팅 프로토콜(TCRP)을 제안하였다. TCRP 는 삼각 모양으로 클러스터 헤드를 선택한다. 센서 필드는 에너지 레벨을 기준으로 지역을 나누게 되며 나뉘어져 있으며 모든 레벨에서 게이트 노드를 하나 선택하여 이 노드가 그 레벨 내에 있는 노드들의 데이터를 수집하고 리더 노드로 보낸다. 마지막으로 리더 노드가 BS 로 집계된 데이터를 보낸다. TCRP 는 몇 가지 실험을 통하여 BCDCP 보다 훌륭한 성능을 보여주었다.