A Cluster-Organizing Routing Algorithm by Diffusing Bitmap in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서의 비트맵 확산에 의한 클러스터 형성 라우팅 알고리즘

Network clustering has been proposed to provide that sensor nodes minimize energy and maximize a network lifetime by configuring clusters, Although dynamic clustering brings extra overhead like as head changing, head advertisement, it may diminish the gain in energy consumption to report attribute tasks by using cluster heads. Therefore, this paper proposes a new routing algorithm which configures cluster to reduce the number of messages when establishing paths and reports to the sink by way of cluster heads when responding sens ing tasks. All sensor nodes only broadcast bitmap once and maintain a bitmap table expressed by bits, allowing them to reduce node energy and to prolong the network lifetime. After broadcasting, each node only updates the bitmap without propagation when the adjacent nodes broad cast same query messages, This mechanism makes nodes to have abundant paths. By modifying the query which requests sensing tasks, the size of cluster is designed dynamically, We try to divide cluster by considering the number of nodes. Then, all nodes in a certain cluster must report to the sub- sink node, The proposed routing protocol finds easily an appropriate path to report tasks and reduces the number of required messages for the routing establishment, which sensor nodes minimize energy and maximize a network lifetime.

네트워크 클러스터링은 한정된 자원을 가진 노드들을 하나의 클러스터로 묶어 개별 노드의 에너지 사용을 줄이고 네트워크 전체의 수명을 연장하는 방법이다. 이와 같은 방법은 클러스터 헤더에 대한 오버헤드, 클러스터 헤더 선언에 대한 광고와 같은 부가적인 에너지 소모를 발생시키지만, 클러스터 헤더에 의해 설정된 경로를 이용함으로써 개별 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 라우팅 경로를 설정할 때 필요한 라우팅 메시지를 줄이면서 클러스터를 형성하고, 클러스터 내의 모든 노드들이 감지작업을 보고할 때 클러스터 헤더를 이용하여 보고함으로써, 네트워크 전체의 수명을 연장하는 라우팅 알고리즘을 제안한다. 클러스터 구성 단계에서 개별 노드는 이웃 노드들의 연결 정보를 비트랩으로 표현하여 동일 클러스터를 형성할 수 있도록 하고, 이 비트맵 정보를 이웃 노드에게 단 한번의 전송으로 전체 네트워크의 연결 정보를 유지함으로써 라우팅 경로를 확보하도록 한다. 브로드캐스트 이후에는 이웃 비트맵을 수신하여 비트맵을 갱신함으로써 라우팅 정보를 풍부하게 한다. 센싱 작업을 요청하는 쿼리의 싱크 노드 정보를 수정하여 동적인 크기의 클러스터를 가지도록 설계하여, 네트워크 규모에 따라 클러스터 수를 조절할 수 있도록 한다. 본 논문에서 제안하는 방법을 이용하면 클러스터 형성에 필요한 라우팅 경로 설정 메시지와 개별 노드가 보고하는 라우팅 경로를 쉽게 찾을 수 있게 되어, 개별 노드뿐만 아니라 네트워크 전체의 수명을 연장할 수 있게 된다.