한국항행학회논문지 (Journal of Advanced Navigation Technology)

  • 제13권4호
  • /
  • Pages.551-558
  • /
  • 2009
  • /
  • 1226-9026(pISSN)
  • /
  • 2288-842X(eISSN)
한국항행학회 (The Korean Navigation Institute)
권호 표지

계층형 무선센서네트워크를 위한 분리된 이중화 라우팅

Separated Dual-layering Routing Scheme (SDRS) for Hierarchical Wireless Sensor Networks

  • 최해원 (경운대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 김경준 (호남대학교 전파이동통신공학과) ;
  • 김현성 (경일대학교 컴퓨터공학과)
  • 투고 : 2009.08.03
  • 심사 : 2009.08.30
  • 발행 : 2009.08.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

에너지 효율성 초점이 맞추어진 대부분의 클러스터링 기법에서 클러스터 내에서 단일의 클러스터를 채용함으로써 클러스터 헤드의 에너지 소비가 급격히 증가 할 수 있다. 최근, 이러한 단점을 개선하기 위해 데이터 병합 기능 헤드와 데이터 전송 기능 헤드로 구분하는 2-계층 클러스터 기법은 클러스터 내에서 클러스터 헤드의 에너지 소비를 분산시켰다. 그러나 이러한 구조는 한 클러스터 내에 존재하는 두 개 헤드 사이에 독립적인 영역구분이 없는 단지 논리적인 영역이므로 많은 메시지 충돌과 전송 지연이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 노드의 위치정보와 클러스터 반경을 이용해 한 클러스터에 속한 두 계층을 독립적으로 명확히 분할할 수 있는 분리된 2-계층 라우팅기법을 제시한다. 제안하는 스킴에서는 각 계층에 속하는 멤버노드 수에 대한 균등분포를 통해 부하의 분산을 보장한다. 제안한 기법은 기존의 DLS 기법보다 메시지 충돌문제를 50% 개선하였고, 네트워크의 수명도 DLS와 LEACH 등에 비해 약 10% 개선하였다.

Most of clustering schemes focusing on the energy efficiency have only a cluster head in each cluster, thus the energy consumption of cluster head in a cluster can rapidly increase. To reduce the energy consumption, recently, the dual-layered clustering which is separated a cluster ranges into two parts, i.e., data aggregation layer and data transmission layer, based on a sensor equipped with geographical positioning system (GPS), was proposed. However, the logical regions existing within the dual-layered clustering range can not distinguish efficiently. This scheme leads to many messages collision and transmission delay among member nodes. In this paper, to solve these problems, we propose a separated dual-layered routing scheme using the position information and the cluster radius. Proposed scheme clearly distinguish the dual-layered clustering range and gets the balanced number of member nodes in each cluster. Therefore, the proposed routing scheme could prolong the overall network life time about 10% compared to the previous two layered clustering scheme and LEACH.

키워드

참고문헌

  1. A. E. Cerpa. J. Elson, M. Hamilton, and J. Zhao, "Habitat Monitoring : Application Driver for Wireless Communication Technology," Proc. ACM SIGCOMM Workshop on Data Communications, pp. 20-34, 2001.
  2. D. Estrin, R. Govindan, J. Heidemann, and S. Kumar, "Next Century Challenges : Scalable Coordination in Sensor Networks," Proc. ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking (Mobicomm 1999), pp. 263-270, Jan. 1999.
  3. J. Yick, B. Mukherjee, and D. Ghosal, "Wireless sensor network survey," Computer networks, vol. 52, no. 12, pp. 2292-2330, 2008. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2008.04.002
  4. R. Zhang, H. Zhao, and M. A. Labrador, "The anchor location service protocol for large-scale wireless sensor networks," Proc. First International Conference on Integrated Ad hoc and Sensor Networks, vol. 138, no. 18, 2006.
  5. W. R. Heinzelman, A. C. Asan, and H. Balakrishnan, "Energy Efficient Communication Protocols for Wireless Microsensor Network," Proc. 33rd Hawaii International Conference on Systems Science, vol. 8, pp. 8020-8030, 2000.
  6. A. Manjeshwar and D. P. Agrawal, "TEEN: A Routing Protol for Enhanced Efficiency in Wireless Sensor Networks." Proc. International Conference Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS 2001), vol. 15, pp. 2009-2015, 2001.
  7. A. Manjeshwar and D. P. Agrawal "APTEEN: A Hybrid Protocol for Efficient Routing an Comprehensive Information Retrieval in Wireless Sensor Networks: Proc. International Conference Parallel and Distributed Processing Symposium (lPDPS 2002), vol. 2. pp. 195-202, Apr. 2002.
  8. W. Heinzelman, A. Chandrakasan, and H. Balakrishnan, "An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks," IEEE Transactians on Wireless Communications. vol. 1, no. 4, pp. 660-670, 2002. https://doi.org/10.1109/TWC.2002.804190
  9. R. S. Changn and C. J. Kuo, "An Energy Efficient Routing Mechanism for Wireless Sensor Networks," Proc. International Conference on Advanced Information Networking ana Applications(AINA06), vol. 2, pp. 308-312, 2006.
  10. O. Younis and S. Fahmy, "HEED: A Hybrid, Energy-Efficient Distributed Clustering Approach for Ad-hoc Sensor Networks," IEEE Transactions on Mobile Computing. vol. 3, no. 4, pp. 366-379, Oct. 2004. https://doi.org/10.1109/TMC.2004.41
  11. M. H. Yao, V. M. Kim, and J. S. Yoo, "A dual-layer energy efficient distributed clustering algorithm for wireless sensor networks," Journal of KlSSE, Vol. 35, No. 1, pp. 84-95, 2008.