Power Saving Algorithm based on Long-term Sleep Period for RFID/USN systems

RFID/USN 시스템 지원을 위한 장기간 수면 기반의 전력 절감 알고리즘

  • 강유철 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 황준호 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 유명식 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신망 설계 및 분석 연구실)
  • Published : 2009.12.31

Abstract

RFID/USN is considered as a key convergence technology in future ubiquitous network. In RFID/USN, the power saving issue receives a great attention due to limited battery lifetime of sensor node. In this paper, we propose a new power saving algorithm, which takes advantage of long-term sleep period. To provide a full network connectivity and balance the battery consumption among sensor nodes, the proposed algorithm intelligently selects the long-term sleep sensor nodes. With mathematical analysis and simulations, we prove that the proposed algorithm can significantly reduce the power consumption of sensor nodes as compared to existing algorithms.

RFID/USN 융합 기술은 향후 유비쿼터스 네트워크 구축의 핵심 기술로 인식되고 있다. 특히 RFID/USN 융합기술을 지원하기 위한 무선 센서 네트워크에서는 네트워크 수명 증대를 위해 전력 절감 기술에 대한 중요성이 부각되고 있다. 이에 본 논문에서는 불필요한 활성 구간의 발생으로 인해 전력을 낭비하는 기존 무선 센서 네트워크의 구조의 문제점을 분석하고, 이를 해결하기 위한 새로운 전력 절감 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 전력 절감 알고리즘은 장기간 수면의 개념을 도입하여, 불필요한 활성 구간의 반복을 차단하고 긴 시간 수면구간을 적용할 노드를 노드 간 연결성과 잔여 전력량을 통해 선정하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해 수학적 분석을 통한 전력 절감 이득과 모의실험을 통한 성능 분석을 수행하였고, 그 결과 센서 노드의 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있음을 입증하였다.

Keywords

References

  1. 조위덕, 이상학, 강정훈, '센서 네트워크 기술 개요', 한국정보통신학회 정보통신소사이어티 논문지, 제 17권, 제 1호, 2003년 5월
  2. 김한주, 'IT 기반 융합전략', 2008 IT 산업전망 컨퍼런스, 2007년 10월
  3. S. GLASER, 'Some real-world applications of wireless sensor nodes,' In Proc. of SPIE Symposium on Smart Structures and Materials, Vol.5391, pp.344-355, Mar. 2004
  4. G.D. Abowd and J.P.G. Sterbenz, 'Final report on the interagency workshop on research issues for smart environments,' IEEE Personal Communications, Vol.7, No.5, pp.36-40, Oct. 2000 https://doi.org/10.1109/98.878535
  5. 정훈, 이종오, 이종영, 박노성, 진광자, 김봉수, '센서 네트워킹 기술 동향', ETRI 정보통신동향분석, 제 22권 제 3호 2007년 6월
  6. Kang Lee, 'Introduction to IEEE 14 51-Family of Standards', Wireless Sensor Standard Workshop/Meeting Sensors Expo/Conference, Jun. 2004
  7. 김기형, 'USN 기술 동향 분석 연구' 한국전산원 IT전략지원단 USN 기술 동향 분석 연구, 2005년 10월
  8. W. Ye, J. Heidemann, and D. Estrin, 'Medium Access Control With Coordinated Adaptive sleeping for Wireless Sensor Networks,' IEEE/ACM Trans. on Networking, Vol.12, No.3, pp.493-506, Jun. 2004 https://doi.org/10.1109/TNET.2004.828953
  9. Raja Jurdak, Antonio G. Ruzzelli, and Gregory M. P. O'Hare 'Adaptive Radio Modes in Sensor Networks: How Deep to Sleep?,' In Prof. of IEEE SECON, pp.386-394, Jun. 2008
  10. M. A. M. Vieira, C. N. Coelho Jr., D. C. da Silva Jr., and J. M. da Mata., 'Survey on Wireless Sensor Network Devices,' In Proc. of ETFA, pp.16-19, Sep. 2003 https://doi.org/10.1109/ETFA.2003.1247753
  11. Timothy J. McNamara, Key concepts in mathematics: strengthening standards practice in grades 6-12, Corwin Press, 2006