무선 센서망의 수명 연장을 위한 센서 재배치

Mobile Sensor Relocation to Prolong the Lifetime of Wireless Sensor Networks

  • 유영환 (부산대학교 정보컴퓨터공학부 유비쿼터스 컴퓨팅 연구실)
  • 발행 : 2009.04.30

초록

최근 들어 무선 센서망은 저렴한 가격과 망 구성의 용이함 덕분에 많은 관심을 끌고 있다. 특히, 사람들이 직접 센서를 설치할 수 없는 재난 지역이나 위험 지역에 공중에서 센서를 뿌리는 것만으로도 망을 구성할 수 있다는 것은 상당히 중요한 장점이다. 하지만, 공중에서 센서를 흩뿌려 망을 설치하는 경우 센서들이 최적의 장소에 설치될 수가 없는데, 이는 최적의 위치에 설치된 센서망에 비해 더 많은 에너지의 사용, 그에 따른 수명의 단축 등 상당한 성능 저하를 감수해야 한다. 게다가 센서들이 계획적으로 설치된 망과는 달리 임의로 설치된 경우에는 센서들의 감지 영역에 포함되지 못하는 부분들이 생길 수 있다. 이 논문에서는 감지 영역을 벗어난 지역으로 이동 가능한 센서들을 움직여 전체 망의 감지 능력을 향상시키는 센서 재배치 방법을 제안한다. 실험 결과, 이 논문의 제안 방법이 기존 방법들에 비해 넓은 감지 능력과 센서망의 수명 향상을 가져오는 것으로 확인되었다.

The Wireless Sensor Network (WSN) has recently attracted considerable attention due to the low price and ease to deploy it. In particular, in a hostile or harsh regions where sensors cannot be deployed manually, WSNs can be established just by dropping sensors from the air. In this case, however, most likely sensors are not placed at optimal positions, although the location of sensors does have a drastic impact on the WSN performance. Moreover, randomized deployment algorithm can leave holes in terms of coverage in the sensing area. This paper proposes a sensor relocation scheme where mobile sensors move to patch up the holes by appropriate coverage. Simulation results show that the proposed algorithm outperforms prior existing schemes in terms of coverage and lifespan of WSNs.

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참고문헌

  1. X. Ji and H. Zha, 'Sensor Positioning in Wireless Ad-hoc Sensor Networks Using Multidimensional Scaling,' in Proc. IEEE INFOCOM '04, pp. 2652-2661, 2004
  2. F. Y. S. Lin and P. L. Chiu, 'A Near- Optimal Sensor Placement Algorithm to Achieve Complete Coverage/Discrimination in Sensor Networks,' IEEE Communications Letters, Vol. 9, No. 1, pp. 43-45, Jan. 2005
  3. J. Wu and S. Yang, 'SMART: A Scan-Based Movement-Assisted Sensor Deployment Method in Wireless Sensor Networks,' in Proc. IEEE INFOCOM '05, pp. 2313-2324, 2005 https://doi.org/10.1109/INFCOM.2005.1498518
  4. Y. Zou and K. Chakrabarty, 'Sensor Deployment and Target Localization Based on Virtual Forces,' in Proc. IEEE INFOCOM '03, pp. 1293-1303, 2003
  5. G. Wang, G. Cao, and T. L. Porta, 'Movement-Assisted Sensor Deployment,' in Proc. IEEE INFOCOM '04, pp. 2469-2479, 2004
  6. G. Wang, G. Cao, and T. L. Porta, 'Proxy-Based Sensor Deployment for Mobile Sensor Networks,' in Proc. IEEE MASS '04, pages 493-502, 2004
  7. T. Wong, T. Tsuchiya, and T. Kikuno, 'A Self-organizing Technique for Sensor Placement in Wireless Micro-Sensor Networks,' in Proc. AINA '04, pp. 78-83, 2004
  8. G. Wang, G. Cao, T. L. Porta, and W. Zhang, 'Sensor Relocation in Mobile Sensor Networks,' in Proc. IEEE INFOCOM '05, pp. 2302-2312, 2005
  9. X. Du and F. Lin, 'Improving Sensor Network Performance by Deploying Mobile Sensors,' in Proc. IPCCC '05, pp. 67-71, 2005
  10. 'http://www.comp.lancs.ac.uk/~kristof/research/notes/voronoi/'
  11. 'http://www.cs.cornell.edu/Info/People/chew/Delaunay.html'
  12. 김대영, 최혁재, 이종언, 차시호, 강석중, 조국현, 조민호, '센서의 성능에 영향을 미치는 환경 요소들에 기반한 센서 노드 배치 방법', 한국통신학회논문지 (네트워크 및 서비스), 33(10), 894-903, 2008년 10월
  13. T. Banerjee, K. Chowdhury, and D. P. Agrawal, 'Tree-Based Data Aggregation in Sensor Networks Using Polynomial Regression,' in Proc. Fusion, Sep. 2005
  14. C. Bettstetter, 'On the Minimum Node Degree and Connectivity of a Wireless Multihop Network,' in Proc. ACM MobiHoc '02, pp. 80-91, 2002
  15. W. Heinzelman, A. Chandrakasan, and H. Balakrishnan, 'An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks,' IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 1, No. 4, pp.660-670, Oct. 2002 https://doi.org/10.1109/TWC.2002.804190