대규모 무선 센서 네트워크 환경을 위한 다중 Sink 브로드캐스팅 기법 설계

A Design of a Selective Multi Sink GRAdient Broadcast Scheme in Large Scale Wireless Sensor Network

대규모 무선 센서 네트워크는 네트워크의 신뢰성과 에너지 효율을 동시에 고려해야 한다. 네트워크의 신뢰성을 높이기 위해서는 유니 캐스트 기반 데이터 전송 방법보다 브로드캐스트 기반 데이터 전송 방법을 사용해야 한다. 최근 발표된 GRAdient Broadcast (GRAB)는 브로드캐스트 기반 데이터 전송으로 네트워크의 신뢰성을 높일 수 있다. 하지만 한 개의 sink를 사용하기 때문에 네트워크 전체 에너지를 고르게 사용하지 못한다. 결국 네트워크의 동작 시간이 단축되는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 대규모 무선센서 네트워크에 적합한 Selective Multi Sink Gradient Broadcast (SMSGB)를 제안한다. SMSGB 는 여러 개의 sink를 사용하여 네트워크를 구성하고 한 개의 sink만 데이터를 수집한다. 특정한 이벤트가 발생이 되면 다른 sink가 데이터를 수집하게 된다. 이러한 방법을 통해 전체 네트워크의 에너지를 고르게 소모 할 수 있다. 또한 GRAB와 동일한 브로드캐스트 기반 데이터 전송으로 대규모 무선 센서 네트워크에서 신뢰성을 보장할 수 있다. 기존의 GRAB와 SMSGB를 비교한 모의실험을 통해 GRAB와 비슷한 신뢰성을 유지하면서 GRAB보다 SMSGB의 네트워크 동작 시간이 약 18% 이상 연장됨을 보인다.

The reliability and efficiency of network must be considered in the large scale wireless sensor networks. Broadcast method must be used rather than unicast method to enhance the reliability of networks. In recently proposed GRAB (GRAdient Broadcast) can certainly enhance reliability of networks fy using broadcast but its efficiency regarding using energy of network is low due to using only one sink. Hence, the lifetime of networks is reduced. In the paper we propose the scheme of SMSGB (Selective Multi Sink Gradient Broadcast) which uses single sink of multi-sink networks. The broadcast based SMSGB can secure reliability of large scale wireless sensor networks. The SMSGB can also use the network's energy evenly via multi sink distribution. Our experiments show that using SMSGB was reliable as GRAB and it increased the network's lifetime by 18% than using GRAB.