Sink Location Service via Circle Path for Geographic Routing in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 위치 기반 라우팅을 위한 원형 경로 기반 싱크 위치 서비스

  • 박호성 (충남대학교 컴퓨터공학과 컴퓨터네트워크 연구실) ;
  • 이정철 (충남대학교 컴퓨터공학과 컴퓨터네트워크 연구실) ;
  • 오승민 (충남대학교 컴퓨터공학과 컴퓨터네트워크 연구실) ;
  • 임용빈 (충남대학교 컴퓨터공학과 컴퓨터네트워크 연구실) ;
  • 김상하 (충남대학교 컴퓨터공학과 컴퓨터네트워크 연구실)
  • Received : 2010.03.26
  • Accepted : 2010.06.07
  • Published : 2010.06.30

Abstract

Geographic routing has been considered as an efficient, simple, and scalable routing protocol for wireless sensor networks since it exploits pure local location information instead of global topology information to route data packets. Geographic routing requires the sources nodes to be aware of the location of sinks. Most existing geographic routing protocols merely assume that source nodes are aware of the locations of sinks. How can source nodes get the locations of sinks was not addressed in detail. In this paper, we propose a sink location service via circle path for geographic routing in wireless sensor networks. In this scheme, a sink sends a Sink Location Announcement (SLA) message along a circle path, and a source node sends a Sink Location Query (SLQ) message along a straight path that certainly passes through the circle path. By this way we can guarantee the SLQ path and SLA path have at least one crossing point. The node located on the crossing point of the two paths informs the source node the sink location. This procedure can correctly work in any irregular profile sensor networks such as network that has holes or irregular shape by some rules. Simulation results show that our protocol is superior to other protocols in terms of energy consumption and control overhead.

위치 기반 라우팅은 데이터 패킷을 전송하기 위해 네트워크 전역의 토폴로지 정보 대신 순수하게 위치 정보만을 사용하기 때문에 무선 센서 네트워크에서 효과적이고 간단하며 확장성 있는 라우팅 프로토콜로 인식되어 왔다. 위치 기반 라우팅에서 소스 노드는 싱크의 위치 정보를 알고 있어야 한다. 대부분의 기존 위치 기반 라우팅 프로토콜들은 단순히 소스 노드가 싱크의 위치를 알고 있다고 가정하여 싱크 위치 획득 과정을 자세히 다루지 않았다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 위치 기반 라우팅을 위한 원형 경로 기반 싱크 위치 서비스를 제안한다. 이 방안에서, 싱크는 원형 경로를 따라 싱크 위치 알림 메시지를 전송하고 소스는 그 원형 경로를 반드시 지나는 직선 경로를 따라 싱크 위치 질의 메시지를 전송함으로써 두 메시지의 교차점을 보장한다. 교차점에 위치한 노드는 소스 노드에게 싱크의 위치를 알린다. 제안 방안은 간단한 규칙을 통해 일정하지 않은 외곽 혹은 홀과 같은 불규칙성을 갖는 센서 네트워크에서도 문제없이 동작할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 제안 방안이 에너지 소비와 제어 부하 측면에서 다른 방안들에 비해 우수함을 보여준다.

Keywords

References

  1. B. Karp and H.T. Kung. "GPSR: Greedy perimeter stateless routing for wireless networks," In Proc. of the 6th Annual Int'l Conf. on Mobile Computing and Networking. Boston: ACM Press, 2000. pp. 243-254.
  2. T. He, J.A. Stankovic, C. Lu, and T.F. Abdelzaher, "A Spatiotemporal Communication Protocol for Wireless Sensor Networks," IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, Vol.16, No.10, October 2005, pp. 995-1006.
  3. H.S. Kim, T.F. Abdelzaher, and W.H. Kwon, "Minimum-energy asynchronous dissemination to mobile sinks in wireless sensor networks", In Proc. of the 1st ACM international conference on Embedded networked sensor systems, November 2003, pp.193-204.
  4. Y. Yu, R. Govindan, and D. Estrin, "Geographical and Energy-Aware Routing: A Recursive Data Dissemination Protocol for Wireless Sensor Networks," UCLA Computer Science Department Technical Report, UCLA-CSD TR-01-0023, May 2001.
  5. C. Intanagonwiwat, R. Govindan, and D. Estrin, "Directed diffusion: A scalable and robust communication paradigm for sensor networks," In Proc. of the 6th Annual Int'l Conf. on Mobile Computing and Networking. Boston: ACM Press, 2000, pp.56-67.
  6. F. Ye, H. Luo, J. Cheng, S. Lu, L. Zhang, "TTDD: A Two-tier Data Dissemination Model for Large-Scale Wireless Sensor Networks," In Proc. of ACM/IEEE MOBICOM, Sep, 2002. pp.148-159.
  7. J. Hightower and G. Borriello, "Location Systems for Ubiquitous Computing," IEEE Computer, vol. 34, no. 8, August 2001, pp. 57-66. https://doi.org/10.1109/2.940014
  8. A. Savvides and M. B. Strivastava, "Distributed Fine-grained localization in ad-hoc networks," IEEE Transactions of Mobile Computing, 2003.
  9. S. P. Fekete, A. Kroeller, D. Pfisterer, S. Fischer, and C. Buschmann, "Neighborhoodbased topology recognition in sensor networks," In Algorithmic Aspects of Wireless Sensor Networks: First International Workshop, 2004, pp.123-136.
  10. J.A. Bondy and U.S.R. Murty, "Graph Theory with Applications," (Elsevier North-Holland, 1976).
  11. Scalable Network Technologies, Qualnet, [online] available: http://www.scalable-networ ks.com.
  12. J. Polastre, R. Szewczyk, and D. Culler, "Telos: Enabling Ultra-Low Power Wireless Research," in Proc. IEEE IPSN, Apr. 2005.