Energy Efficient Improved Routing Protocol based on Cluster for Wireless Sensor Networks

센서 네트워크에서 클러스터 기반 에너지 효율성을 고려한 개선된 라우팅 프로토콜

  • 박용민 (광운대학교 전자통신공학과) ;
  • 김경목 (삼육보건대학 의료정보시스템과) ;
  • 오영환 (광운대학교 전자통신공학과)
  • Published : 2008.09.25

Abstract

The efficient node energy utilization in wireless sensor networks has been studied because sensor nodes operate with limited power based on battery. Since a large number of sensor nodes are densely deployed and collect data by cooperation in wireless sensor network, keeping more sensor nodes alive as possible is important to extend the lifetime of the sensor network. Energy efficiency is an important factor of researches that efficient routing algorithm is needed in wireless sensor network. In this research, I consider some methods to utilize more efficiently the limited power resource of wireless sensor networks. The proposed algorithm is the sink first divides the network into several areas with hop counts and data transmission based on cluster ID. The performance of the proposed algorithm has been examined and evaluated with NS-2 simulator in terms of lifetime, amount of data and overhead.

무선 센서 네트워크의 각 센서 노드는 배터리 기반의 제한된 에너지로 동작하기 때문에 무선 센서 네트워크에서의 효율적인 에너지 사용에 많은 연구가 이루어지고 있다. 무선 센서 네트워크와 같이 많은 수의 센서 노드가 조밀하게 분포되어 긴밀한 협업을 통해 정보를 모으고 전달하는 유기적인 시스템에서는 가능한 많은 노드들이 생존하는 것이 망의 수명에 더욱 중요한 요인이 된다. 본 논문에서는 에너지 효율이 중요한 요소 가운데 하나인 센서 네트워크에서 효율적인 라우팅을 위한 기존의 연구들을 고찰하고, 개선된 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 클러스터 구성을 위해 싱크에서 노드의 흠 수에 따라 플러딩을 통해 각 노드에게 클러스터 ID를 부여하며, 부여된 클러스터 ID를 기반으로 계층적 데이터를 전송하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘에 대해서는 NS-2 시뮬레이션을 기반으로 로드의 수명과 데이터 량, 오버헤드에 대한 성능 분석을 수행하였다.

Keywords

References

  1. M.Weier, "Some computer Science Issues in in Ubiquitous Computing," Comm. ACM, Vol. 36, No. 7, pp.75-84, 1993. https://doi.org/10.1145/159544.159617
  2. Wireless Sensors and Integrated Wireless Sensor Networks (Technical Insights), Frost & Sullivan, 2002.
  3. C. Chi and M Hatler, Wireless Sensor Networks : Mass Market Opportunities, ON World, 2004.
  4. D. Estrin, D. Culler, K. Pister, and G Sukhatme, Connecting the Physical World with Pervasive Networks, Pervasive Computing IEEE, Vol. 1, No. 1, pp.59-69, 2002.(710)
  5. National Research Council, Embedded, Everywhere, A Research Agenda for Networked Systems of Embedded Computers, National Academy Press, 2001.
  6. 김성희, 무선센서 네트워크에서의 라우팅 프로토콜, 주간기술동향, v.140, p.1-13, 2004.
  7. 한욱표, 정영준, 무선 센서 네트워크를 위한 효율적인 에너지 인식 라우팅 프로토콜, 정보통신 논문지, Vol.10, pp.40-45, 2006.
  8. 이상학, 무선센서네트워크 기술, 경희대학교 출판부, pp.11-14. 2005.
  9. V. Mhatre, et. al, Design guidelines for wireless sensor networks: communication, clustering and aggregation, Ad-hoc networks Journal, Elsevier Science, pp.45-63, 2004.
  10. Ahmed A. Ahmed, Hongchi Shi, and Yi Shang, A Survery on Network Protocols for Wireless Sensor Networks, Proceedings. ITRE2003, ITRE2003, International Conference, IEEE, 2003.
  11. D. Ganesan, A. Cerpa, W. Ye, Y. Yu, J. Zhao, and D. Estrin, Networking Issues in Wireless Sensor Networks, Journal of Parallel and Distributed Computing, Special issue on Frontier in Distributed Sensor Networks, 2003.
  12. V. Raghunathan, C. Schurgers, S. Park, and M. B. Srivastava, Energy-Aware Wireless Microsensor Networks, Signal Processing Magazine IEEE, pp.40-50, 2002.