An Energy Efficient Cluster-based Scheduling Scheme for Environment Information Systems

환경정보 시스템에 적합한 클러스터 기반 에너지 효율적인 스케줄링 기법

Sensor node clustering is one of the most popular research topics to reduce the energy of sensor nodes in wireless sensor networks. Previous researches, however, did not consider prediction effects of sensed environment information on TDMA scheduling of a cluster, resulting energy inefficiency. In this paper, we suggest an energy efficient cluster-based scheduling scheme that can be applied flexibly to many environment information systems. This scheme reflects the environment information obtained at the application layer to the MAC layer to set up the schedule of a cluster. The application layer information sets up the scheduling referring to the similarity of sensed data of cluster head. It determines the data transmission considering the result of similarity. We show that our scheme is more efficient than LEACH and LEACH-C in energy, which are popular clustering schemes, through simulation.

센서 네트워크 관련 여러 연구 중 대표적인 것이 센서 노드로 클러스터를 구성하여 센서 노드의 에너지효율을 높이는 것이다. 그러나 기존의 연구는 센서에서 취득한 환경정보에 의한 센서 노드의 동작을 고려하지 않았다. 따라서 센서 노드는 환경정보와 무관하게 TDMA 스케줄을 설정하고 에너지 비효율적으로 동작했다. 본 논문에서는 다양한 응용 환경에 유연하게 적용할 수 있는 클러스터 기반 에너지 효율적인 스케줄링 기법을 제안했다. 이 기법은 환경정보인 응용 계층에서 취득한 정보를 하위 MAC 계층에 반영하여 클러스터의 스케줄을 설정하게 된다. 응용 계층의 정보는 클러스터 헤드에서 감지한 데이터와 비교하여 유사성 정도에 따라 스케줄링을 계획한다. 유사성 결과에 따라서 데이터 전송을 결정하게 되므로 환경의 특징 반영이 가능하고 에너지 효율적인 동작이 가능하다. 제안된 기법이 클러스터를 이용한 대표적인 방법인 LEACH 및 LEACH-C 프로토콜과 비교하여 에너지 효율적인 측면에서 우수함을 시뮬레이션을 통하여 보였다.