DOI QR코드

DOI QR Code

Localized Path Selection Algorithm for Energy Efficiency and Prolonging Lifetime in Ad-Hoc Networks

에드 혹 네트워크에서 에너지 효율성과 네트워크 수명 연장을 위한 지역적 경로 선택 알고리즘

  • 이주영 (덕성여자대학교 컴퓨터학과)
  • Received : 2010.06.12
  • Accepted : 2010.06.24
  • Published : 2010.06.30

Abstract

In ad-hoc network, the technique to efficiently consume the limited amounts of energy is an important issue since the wireless terminal node is operated on batteries as their energy resource. In order to extend the system lifetime, through a balanced energy consumption, we must delay the situation in which a particular terminal node's energy is depleted and results in system disconnection. Also, the link, which has low reliability due to the mobility of the node, should be avoided considering the key element when setting up the route. The proposed CMLR method in this paper enables to increase the efficiency of energy consumption with a new cost function considering the residue energy of node, error rate of link, and transmission energy consumption. This method is extending the network lifetime and increasing the energy efficiency by compromising the value between the minimization of the transmission energy consumption and maximization of the node's lifetime. Through the simulations the proposed CMLR algorithm was verified by showing better performance over the conventional methods in terms of network lifetime and path efficiency.

에드 혹 네트워크의 각 무선 단말기는 배터리 기반의 제한된 에너지로 동작하기 때문에 효율적인 에너지 사용에 관한 문제는 아주 중요하다. 시스템 수명을 연장하기 위해서는 단말 노드의 에너지 소비를 균형있게 유도하여 어느 특정 단말기의 에너지가 먼저 고갈되어 통신 단절을 초래하는 상황을 지연시켜야 한다. 또한 단말기 노드의 빈번한 이동 등으로 인해 신뢰성이 낮은 링크는 경로 설정시 고려해야 할 요소이다. 본 논문에서 제안하는 CMLR 방법은 잔여 에너지와 링크 에러율, 전송 소비 에너지를 고려한 새로운 비용 관계식을 이용하여 에너지 사용의 효율성을 증가시킨다. 이 방법은 전송 에너지 소모의 최소화와 노드 수명의 최대화 사이의 값을 절충하여 에너지 효율성을 높이고 균형있는 에너지 소비를 유도하여 네트워크 수명을 연장시키도록 하는 방법이다. 또한, 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안하는 CMLR의 성능을 검증하였으며, 네트워크 수명과 경로의 효율성 측면에서 볼 때 기존의 알고리즘보다 우수한 결과를 보여주었다.

Keywords

References

  1. V. Rodoplu and T. H. Meng, "Minimum energy mobile wireless networks", IEEE Journal Selected Areas Comm., vol. 17, no. 8, pp. 1333-1344, Aug. 1999. https://doi.org/10.1109/49.779917
  2. J. H. Chang and L. Tassiulas, "Energy conserving routing in wireless ad-hoc networks,"IEEE INFOCOM, March 2000.
  3. C.-K. Toh, "Maximum battery life routing to support ubiquitous mobile computing in wireless ad hoc networks," IEEE Communications Magazine, Volume: 39 Issue: 6 , pp 138-147, June 2001. https://doi.org/10.1109/35.925682
  4. S. Banerjee and A. Misra, "Energy efficient reliable communication for multi-hop wireless networks," Journal of Wireless Networks (WINET), 2003.
  5. J. Chang and L. Tassiulas, "Energy Conserving Routing in Wire less Ad-hoc Networks," IEEE INFOCOM 2000, pp. 22- 31, 2000.
  6. X. Li, H. Chen, Y. Shu, X. Chu, and Y. Wu, "Energy Efficient Routing With Unreliable Links in Wireless Networks", IEEE International Conference on Mobile Adhoc and Sensor Systems(MASS'06) pp. 160 - 169, Oct. 2006.
  7. S. Banerjee, A. Misra, Y. Jihwang, and A. Agrawala, "Energy-efficient broadcast and multicast trees for reliable wireless communication", Wireless Communications and Networking, WCNC 2003, IEEE vol.1, pp. 660 - 667, March 2003
  8. 유대훈, 최웅철, "이동 애드혹 네트워크에서 MAC 계층자원을 이용한 에너지 효율 라우팅 프로토콜," 한국컴퓨터정보학회논문지, v.12, no.6, pp.219-228, 2007년 12월.
  9. J. Gomez, A. T. Campbell, M. Naghshineh, and C. Bisdikian, "PARO: Supporting Dynamic Power Controlled Routing in Wireless Ad Hoc Networks." ACM/Kluwer Hournal on Wireless Network(WINET), 2003.
  10. Q. Dong, S. Banerjee, M. Adler, and A. Misra, "Minimum Energy Reliable Paths Using Unreliable Wireless Links" MobiHoc'05, May 25-27, 2005, Urbana Champaign, Illinois, USA.
  11. T. H. Cormen, C. E. Leiserson, R. L. Rivest, and C. Stein. Introduction to Algorithms (Second Edition). MIT Press, 2001.
  12. K. Woo and Ben Lee, "Non blocking localized routing algorithm for balanced energy consumption in mobile ad hoc networks," In Proc. of IEEE MASCOTS'01, pp. 15-18, 2001.
  13. A. J. Goldsmith and S. B. Wicker, "Design challenge for energy constrained ad-hoc wireless networks," IEEE Wireless Communications, Vol.4, No. 4, pp. 8-9, August, 2002.