Modeling and Simulation of Fuzzy based Propagation Limiting Method for message routing in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 메시지 라우팅을 위한 퍼지 기반 전달 영역 제한 기법의 모델링 및 시뮬레이션

Sensor networks consist of small nodes with sensing, computation, and wireless communications capabilities. A number of routing protocols to transmit the data between the base station and sensor nodes have been proposed. Intanagonwiwat et al. proposed the directed diffusion in which the base station sends interest messages and waits for data from the nodes in the specific regions. Since the directed diffusion propagates every interest message to whole nodes in the network, it causes energy dissipation of nodes. In this paper, we propose a novel data propagation method, which limits the data transmission area according to a threshold value for reducing the energy consumption in the network. A fuzzy logic is exploited to determine the threshold value by considering the energy and density of all the deployed nodes. The simulation models are designed and implemented based on DEVS formalism which is theoretically well grounded means of expressing discrete event simulation models.

센서 네트워크는 감지, 처리 그리고 무선 통신 능력을 갖는 작은 노드들로 구성되어 있다. 최근에는 기지 노드와 센서 노드들 간의 데이터 전송을 위한 수많은 라우팅 프로토콜이 개발되었으며, 특히 Intanagonwiwat가 제안한 디렉티드 디퓨젼은 기지 노드에서 특정 지역에 요청 메시지를 전달하여 각 노드들로부터 데이터를 수집하기 위한 대표적인 라우팅 프로토콜이라고 할 수 있다. 그러나 디렉티드 디퓨젼은 네트워크 내에 배치된 모든 노드들을 향하여 요청 메시지를 전달하기 때문에 많은 에너지를 소비시킨다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크의 에너지 소비를 줄이기 위하여 특정한 임계값을 이용하여 데이터 전달 영역을 제한할 수 있는 새로운 데이터 전송 기법을 제안한다. 여기서 임계값은 네트워크에 배치된 모든 노드들의 에너지와 밀도 정보를 고려하여 사전에 설계된 퍼지 로직에 의해서 결정된다. 시뮬레이션 모델은 이산 사건 시뮬레이션 모델을 이론적으로 표현해 놓은 DEVS 형식론을 기반으로 설계하고 구현하였다.