정보처리학회논문지C (The KIPS Transactions:PartC)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
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무선 센서네트워크에서 에너지 효율을 고려한 단층기반 라우팅 프로토콜의 설계와 구현

Design and Implementation of Flooding based Energy-Efficiency Routing Protocol for Wireless Sensor Network

  • 이명섭 (영남이공대학 컴퓨터정보계열) ;
  • 박창현 (영남대학교 컴퓨터공학과)
  • 투고 : 2010.04.15
  • 심사 : 2010.05.12
  • 발행 : 2010.08.31
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초록

본 논문에서는 센서 네트워크에서 데이터 전송을 위한 경로선택 시 남아있는 에너지가 많은 노드 중에 최소 에너지를 소모하는 경로를 선택함으로써 망의 수명을 연장하고 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘의 기본 목표는 다수의 경로간에 에너지 소비를 고르게 분포시키며 에너지를 효율적으로 활용하는 것이며, 에너지 상태정보로는 각 노드의 가용에너지 양과 홉 수를 사용된다. 또한 이웃 노드의 에너지 저하로 인해 관리 노드로의 가용 정보경로가 상실된 경우 간단한 우회 경로 탐색 방안을 제안하였고 이는 에너지 효율성 개선 방안으로 활용될 수 있다. 시뮬레이션을 통해 기존에 제안된 센서 네트워크 라우팅 알고리즘보다 망의 수명이 개선되고 각 노드의 잔류에너지 분포가 더 균일하여 망의 신뢰성이 높아짐을 보였다.

In this paper, we propose a new energy-efficient routing algorithm for sensor networks that selects a least energy consuming path among the paths formed by node with highest remaining energy and provides long network lifetime and uniform energy consumption by nodes. The pair distribution of the energy consumption over all the possible routes to the base station is one of the design objectives. Also, an alternate route search mechanism is proposed to cope with the situation in which no routing information is available due to lack of remaining energy of the neighboring nodes. Simulation results show that our algorithm extends the network lifetime and enhances the network reliability by maintaining relatively uniform remaining energy distribution among sensor nodes.

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참고문헌

  1. Wei ye, John Heidemann, and Deborah Estrin, “Medium Access Control With Coordinated Adaptive Sleeping for Wireless Sensor Networks,” IEEE/ACM Transaction on Networking. Vol.12, No.3, June, 2004. https://doi.org/10.1109/TNET.2004.828953
  2. Praveen Rentala, and Ravi Musunuri, “Survey on Sensor Networks,” University of Texas at Dallas, Tech.Report # UTDCS-10-03, 2001.
  3. C.Intanagonwiwat, R.Govindan and D.Estrin, “Directed Diffusion for wireless sensor networks,” IEEE/ACM Transactions, Vol.11, pp.2-16, Feb., 2003. https://doi.org/10.1109/TNET.2002.808417
  4. R.C Shah and J.M. Rabaey, “Energy Aware Routing for Low Energy Ad Hoc Sensor Networks,” IEEE WCNC 2002, Vol.1, pp.350-355, Mar., 2002. https://doi.org/10.1109/WCNC.2002.993520
  5. 황안규, 이재용, 김병철, “센서 네트워크를 위한 최대 잔류 에너지 제한 Directed Diffusion 라우팅 알고리즘의 설계 및 성능분석”, 한국통신학회 2005, Vol.30 No.11A, pp.995-1003, May, 2005.
  6. R.Jain, D.Chiu, and W.Hawe, “A Quantitative Measure Of Fairness And Discrimination For Resource Allocation In Shared Computer Systems,” DEC Research Report TR-301, Sep 1984.
  7. J.Kim, B.Chea, and D. Jeong, “Energy enhancement on query processing via table usage in wireless sensor networks,” 한국통신학회 하계학술대회논문집, June, 2005.
  8. T. Melodia, D. Pompili, and I. F. Akyildiz, “On the independence of distributed topology control and geographical routing in ad hoc and sensor networks.” IEEE J. on Sel. Areas in Commun. Vol.23, No.3, pp.520-532, Mar.2005. https://doi.org/10.1109/JSAC.2004.842557
  9. J. Liu, F. Zhao, and D. Petrovic, “Information-directed routing in ad hoc sensor networks,” IEEE J. on Sel. Areas in Commun. Vol.23, No.4, pp.851-861, April, 2005. https://doi.org/10.1109/JSAC.2005.843563
  10. 김성훈, 이상목, 양현, 박창윤, “이동싱크 환경에서 사전 경로설정과 가지치기를 이용한 Directed Diffusion의 에너지 소모 개선”, 정보과학회 논문지:정보통신 제35권 제1호, 2008년 2월.
  11. 김열상, 김현수, 전중남, “무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 고려한 라우팅 트리구축 알고리즘”, 정보처리학회논문지 D 제16-C권 제6호, 2009년 12월. https://doi.org/10.3745/KIPSTC.2009.16C.6.731
  12. 김은경, 서재원, 채기준, 최두호, 오경희, “무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성과 보안성을 제공하기 위한 클러스터 기반의 Tributaries- Detas”, 정보처리학회논문지C 제15-C권 제5 호, 2008년 11월. https://doi.org/10.3745/KIPSTC.2008.15-C.5.329
  13. 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 데이터 전송을 위한 스케줄링/MAC 통합 프로토콜, 한국통신학회논문지 Vol. 33 No.4, 2008년 4월.