Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

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A Study on the Energy Efficient Data Aggregation Method for the Customized Application of Underwater Wireless Sensor Networks

특정 응용을 위한 수중센서네트워크에서 에너지 효율적인 데이터통합 방법 연구

  • 김성운 (부경대학교 정보통신공학과) ;
  • 박선영 (부경대학교 정보통신공학과) ;
  • 유흥식 (부경대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2011.08.04
  • Accepted : 2011.10.04
  • Published : 2011.11.30
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Abstract

UWSNs(Underwater Wireless Sensor Networks) need effective modeling fitted to the customized type of application and its covering area. In particular it requires an energy efficient data aggregation method for such customized application. In this paper, we envisage the application oriented model for monitoring the pollution or intrusion detection over a given underwater area. The suggested model is based on the honeycomb array of hexagonal prisms. In this model, the purpose of data aggregation is that the head node of each layer(cluster) receives just one event data arrived firstly and transfer this and its position data to the base station effectively in the manner of energy efficiency and simplicity without duplication. Here if we apply the existent data aggregation methods to this kind of application, the result is far from energy efficiency due to the complexity of the data aggregation process based on the shortest path or multicast tree. In this paper we propose three energy efficient and simple data aggregation methods in the domain of cluster and three in the domain of inter-cluster respectively. Based on the comparative performance analysis of the possible combination pairs in the two domains, we derive the best energy efficient data aggregation method for the suggested application.

수중센서네트워크 응용은 적용 대상 및 지역적 범위에 따라 효과적인 모델링이 필요하고 이러한 특정화된 응용 모델 기반에서 에너지 효율적인 데이터통합 방법이 필요하다. 본 논문에서는 수중에 고정된 닻으로 좌우 움직임이 가능한 센서노드들로 구성된 3차원 육각기둥 벌집모델에 기초하여 오염 및 침투 감시용 응용 모델링 및 이를 기초로 한다. 이 모델에서는 층별 구성 셀들의 이벤트 감지 데이터와 해당 층 위치 데이터를 수면기지국까지 효율적으로 전송하면 그 목적이 달성된다. 여기서 기존의 데이터통합 방법을 적용하면 최소 경로나 멀티캐스트 트리에 기반된 관계로 과정이 복잡하여 에너지 비효율적이다. 본 논문에서는 층별 셀들에서 발생되는 이벤트 데이터를 해당 층 헤드노드로 효과적으로 전달하기위한 클러스터 내부에서 클러스터 기반의 에너지 효율적인 세 가지 가능한 데이터통합 방법을 제시한다. 그리고 층별 클러스터 헤드노드에서 수집된 데이터를 기지국까지 효율적으로 전달하기위한 클러스터 간 세 가지 데이터통합 방법도 제시한다. 제시된 데이터통합 방법들은 주어진 영역 침투 감시등과 같은 특정화된 응용 대상으로 동작의 단순성과 에너지 효율화 측면이 주된 고려 요소이다. 마지막으로 시뮬레이션과 성능 비교분석을 통해 제시된 클러스터 층별 및 층간 데이터통합 방법의 조합 중 가장 우수한 에너지 효율적인 데이터통합 방법을 도출한다.

Keywords

References

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