전자공학회논문지CI (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

레일리페이딩 환경의 모바일 Ad-hoc무선 센서네트워크에서 신뢰성 및 전송효율을 효과적으로 지원하기 위한 ARQ를 사용하는 클러스터링 기반의 협력도움 라우팅

Clustering-Based Cooperative Routing Using ARQ for Supporting Reliability and Transmission Efficiency in Mobile Ad-hoc Wireless Sensor Networks with Rayleigh Fading Channel

  • 이주상 (홍익대학교 전자전산공학과) ;
  • 안병구 (홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과)
  • Lee, Joo-Sang (Electronic & Computer Engineering, Hongik University) ;
  • An, Beong-Ku (Department of Computer & Information Communications Engineering, Hongik University)
  • 발행 : 2009.07.25
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 레일리페이딩 환경의 모바일 Ad-hoc 무선 센서네트워크에서 신뢰성 및 전송 효율 서비스를 지원하기 위한 ARQ를 사용하는 클러스터링 기반의 협력도움 라우팅 프로토콜 (CCRA)을 제안한다. 제안된 CCRA의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 신뢰성 및 전송효율을 효과적으로 지원하기 위한 하부구조로서 모바일 노드들의 위치 정보를 이용한 클러스터링 방법을 사용한다. 둘째, 데이터 전송 효율을 향상시키기 위해서 하부구조로서 사용된 클러스터링 정보를 이용하는 협력전송 방법이 제안 사용된다. 셋째, 신뢰성 향상을 위해서 ARQ 기반 전송방법이 제안 사용된다. 넷째, 기존의 센서 네트워크는 주로 고정된 센서 노드들로 구성된 환경에서 많은 연구가 되어 왔지만, 본 연구에서는 노드들의 이동성을 고려한 클러스터링 기반 레일리페이딩 환경의 모바일 Ad-hoc 센서네트워크에서 연구가 이루어진다. 제안된 CCRA의 성능평가는 OPNET(Optimizd Network Engineering Tool)을 사용한 시뮬레이션과 이론적 분석을 통하여 이루어진다. 성능평가를 통하여 제안된 프로토콜은 클러스터링 기반의 안정된 경로 설정 및 신뢰성 있는 전송을 통한 데이터 전송효율을 효과적으로 증가 시킬 수 있음을 알 수 있다.

In this paper, we propose a Cluster-based Cooperative Routing using ARQ (CCRA) for supporting both reliability and transmitting efficient service in mobile ad-hoc wireless sensor networks with Rayleigh fading environments. The main contributions and features of this paper are as follows. First, the clustering method which uses the position information of nodes as underlying structure for supporting reliable transmission services is used. Second, the cooperative data transmission method based on the underlying clustering informations is used to improve both reliability and data transmission efficiency. Third, the ARQ-based transmission is used to improve transmission reliability. Fourth, we consider a realistic approach, in the points of view of mobile ad-hoc wireless sensor networks, based on mobile sensor nodes as well as fixed sensor nodes in the sensor fields while the conventional research for sensor networks focus on mainly fixed sensor networks. The performance evaluation of proposed routing protocol implemented via simulation using Optimized Network Engineering Tool (OPNET) and theoretical analysis.

키워드

참고문헌

  1. Ian F. Akyildiz, Weilian Su, Yogesh Sankarasubramaniam, and Erdal Cayirci Gorgia Institute of Technology, 'A Survey on Sensor Networks,' IEEE Communication Magazine August 2002
  2. C.E. Perkins and P. Bhagwat, 'Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance - Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers,' Comp. Comm. Rev., pp.234-244, October 1994 https://doi.org/10.1145/190809.190336
  3. C. E. Perkins and E. M. Royer, 'Ad-hoc on-demand distance vector routing,' Mobile Computing Systems andApplications, Proc. of WMCSA '99. Second IEEE Workshop, pp. 90-100, February 1999 https://doi.org/10.1109/MCSA.1999.749281
  4. Pan Zhou, Wei Liu, Kanru Xu, 'An Energy-efficient Multihop Cooperative Transmission Protocol Design for Sensor Networks,' Proc. of Local Compter Networks 2007, pp.220-222, October 2007 https://doi.org/10.1109/LCN.2007.55
  5. Yung-Sze Gan and Sandrine Masson, Gregoire Guibe, 'Cross-Layer Optimization of OLSR with a clustered MAC,' Proc. of MILCOM 2006, pp.1-7, October 2006
  6. Rui Xu and Donald Wunsch, 'Survey of Clustering Algorithms,' IEEE TRANSACTIONS NEURAL NETWORKS, vol 16, no.3, May 2005
  7. C. C. Chiang, 'Routing in Clustered Multihop, Mobile Wireless Networks with Fading Channel,' Proc. of IEEE SICON'97, pp.197-211, April 1997
  8. Vitaliy Tykhomyrov and Alexander Sayenko, 'On ARQ feedback intensity of the IEEE 802.16 ARQ mechanism,' Proc. of ICT 2008, pp.1-6, June 2008
  9. H. LOU and A. S. Cheung, 'Performance of Punctured Channel Codes With ARQ For Multimedia Transmission in Rayleigh Fading Channels,' Proc. of Mobile Technology for the Human Race 1996, pp.282-286, May 2006