Transmission Power Control Technique considering Shortest-Path in Wireless Sensor Networks

무선 센서네트워크에서 최단경로를 고려한 송신전력제어기법

  • 김선환 (영남대학교 컴퓨터공학과 인공지능 및 지능정보시스템 연구실) ;
  • 박창현 (영남대학교 컴퓨터공학과 인공지능 및 지능정보시스템 연구실) ;
  • 이명섭 (영남이공대학교 컴퓨터정보계열)
  • Published : 2009.07.31

Abstract

There are a number of studies that propose transmission power control algorithms in wireless sensor networks. However, these algorithms have a lot of overhead in the initialization phase since a number of packets have to be transmitted to determine the optimal transmission power level. This paper proposes the transmission power control technique considering the shortest-path to minimize the hop-count without the occurrence of any power control messages. We applied the proposed technique on tree-based network component implemented on TinyOS. And we evaluated the performance including transmission energy and average network depth with 21 motes. Compared to before, the proposed technique reduces about 24.7% of the average electric current on transmitting. As a result of considering the shortest-path, the hop-count considering the shortest-path was about 41% less than a normal network.

무선 센서네트워크에서 에너지 절약을 위해 필요한 송선전력을 제어하는 기법들이 많이 연구 되었다. 그러나 기존 연구들은 송신전력제어 과정에서 최적화된 송신전력 단계를 계산하기 위해 많은 패킷이 필요하다. 본 논문에서는 추가척인 제어 패킷을 발생시키지 않고 최단경로를 고려하는 송신전력제어 기법을 제안한다. 그 기법은 네트워크 구성에 필요한 광고 메시지를 최대한 활용하여 제어 패킷을 사용하지 않으며 네트워크 구성 초기에 최대 송선전력 단계로 광고 메시지를 전달하여 구성된 최단경로를 기준으로 한다. 제안한 기법의 평가를 위해 TinyOS 에서 제안한 기법을 적용하였다. 그리고 21개의 노드를 이용하여 네트워크를 구성하고 형균 전류 소요량, 평균 네트워크 깊이 등을 측정하였다. 측정한 결과 제안한 기법을 척용한 네트워크가 이전보다 송신 시 명균 전류량이 약 24.7% 만큼 적으며 네트워크의 흡 수가 일반 네트워크 홉 수보다 약 41% 적였다.

Keywords

References

  1. H.O Tan and I. Korpeoglu, 'Power EfficientData Gathering and Aggregation in WirelessSensor Networks', ACM SIGMOD, Vol 32, No.4, pp. 66-71, Dec. 2003 https://doi.org/10.1145/959060.959072
  2. Novakovic. D. and M. Dukic, 'Evolution of thepower control techniques for DS-CDMAtoward 3G wireless communication systems'IEEE Communications Surveys & Tutorials,Vol. 3, No. 4, pp. 2-15, Sep. 2000
  3. D. Son, B. Krishnamachari, and J. Heidemann.'Experimental Study of the Effects ofTransmission Power Control and Blacklisting inWireless Sensor Networks.' IEEE SECON, Vol.1, pp. 289-298 Oct. 2004
  4. S. Lin, J. Zhang, L. Gu, T. He, and J. Stankovic.'ATPC: Adaptive Transmission Power Controlfor Wireless Sensor Networks.' In Proceedingsof SenSys, pp. 223-236, Nov. 2006
  5. Kim, Junseok, Chang, Sookhyeon, Kwon,Younggoo. 'ODTPC: On-demand Transmission Power Control for Wireless Sensor Networks.' IEEE ICOIN, pp. 1-5, Jan. 2008
  6. J. Polastre, R. Szewczyk, and D. E. Culler.'Telos: enabling ultra- lowpower wirelessresearch.' IPSN, pp 364―369, Apr. 2005
  7. Zhou, G., He, T., Krishnamurthy, S., andStankovic, J. A. 2004. 'Impact of RadioIrregularity on Wireless Sensor Networks.'ACM MobiSys . pp. 125 - 138, Jun. 2004
  8. 엄흥식, 김건욱, '전송전력 최적화를 통한 센서네트워크의 효율적인 에너지관리에 대한 연구' 전자공학회논문지 제 44 권 CI 편 제 3 호 255-230, 2007년 5월