The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Effects of directional transmission on clustering WSN

클러스터링 센서네트워크의 방향성 전송 효과

  • 김정미 (영남대학교 컴퓨터공학과 네트워크.분산처리 연구실) ;
  • 장철호 (영남대학교 컴퓨터공학과 네트워크.분산처리 연구실) ;
  • 김종근 (영남대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2011.10.15
  • Accepted : 2012.03.28
  • Published : 2012.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Wireless Sensor Network(WSN) is constituted by low-cost and low-energy, So the most important issue is that the task of the sensor performs successfully by using less energy. In previous WSN, determination of the header and gathering sensor data solution by header give great affection to the performance of network. In this paper, we propose a Hybrid transmission method which considers the direction of data collections. In the proposed hybrid routing method, all of the sensors determine that transmission the data to the sink node directly or indirectly using the head node depend on the location of the head node in the cluster. The performance is compared with the LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy) by experimental analysis. The results show that the preposed method can reduce the communication distance and energy consumption by avoiding the detour direction of transmission of the data.

무선 센서 네트워크(WSN)에서는 저가 및 저 전력 센서로 구성되기 때문에 센서의 임무를 성공적으로 수행하면서 적은 에너지를 소모하는 것이 중요한 문제로 부각된다. 기존의 클러스터링 WSN에서는 헤드의 결정 및 헤드에 의한 데이터 수집과 전송 방안이 전체 네트워크의 성능에 큰 영향을 준다. 본 논문은 클러스터링 WSN에서 데이터 전송의 방향성을 고려한 하이브리드(Hybrid) 클러스터링 방법을 제안한다. 데이터의 효율적인 전송을 위해 모든 센서노드가 싱크로 데이터를 전송할 때 클러스터헤드를 거쳐 전송할 것인지 클러스터 헤드를 거치지 않고 싱크로 직접 전송할 것인지를 싱크, 헤드위치, 해당 센서노드의 위치에 따라 이원화 하는 하이브리드 라우팅 기법이다. 실험을 통하여 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy) 방식과 비교하여 데이터를 싱크에서 역방향으로 전송 하지 않음으로써 거리와 에너지소모를 줄일 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. L.F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, and E. Cayirci, "Wireless sensor networks; a survey", Elsevier Comouter Networks, Vol. 38, Issue. 4, pp. 393-422, 2002. https://doi.org/10.1016/S1389-1286(01)00302-4
  2. W.R Heinzelman, and A. Chandrakasan, "Energy Efficient Communication Protocol for wireless microsensor networks", IEEE Proc. Hawaii Int'l Conf. Sys. pp.1-10. 2000.
  3. T. Dam, K. Langendoen. "An Adaptive Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks", Proceedings of the 1st ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems, pp. 171-180, Nov.2003.
  4. Lee san hak, Kin dae hwan, Yu jun uae, "Ubiquitous sensor network technic trend", Korea Internet information institure paper, pp. 97-107, 2005.
  5. W. Ye, J. Heidemann, D. Estrin,"An Energy-Efficient MAC Protocol for Wiress Sensor Networks", Proceeding of the 21th IEEE INFOCOM, vol. 3, pp.1567-1576, Jun. 2002.
  6. 김진수, 박찬흠, 김종근, 강병욱, "센서 네트워크에서 계층적 필터링을 이용한 에너지 효율적인 데이터 집계연산," 한국 컴퓨터정보학회 논문지, 제12권 제1호, 2007.
  7. Wendi Rabiner Heinzelman, Anantha Chandrakasan, and Hari Balakrishnan, "Eneergy-Efficient Communication Protocol for Wireless Microsensor Networks", Proceedings of the 3rd Hawaii International Conference on System Sciences, 2000.
  8. 정왕부, 손영호 "센서 네트워크에서 데이터 전송의 재구성을 통한 효율적인 에너지 관리"영남대학교 컴퓨터 공학과 박사학위논문, 2010.
  9. 조오형, 권태욱, "데이터 전송방향을 고려한 센서네트워크 클러스터링 방법,", 한국통신학회 논문지 , 제34권 제7호, 2009.
  10. Ossama Younis, Sonia Fahmy, "HEED : A Hybrid, Energy-Efficient, Distributed Clustering Approach for Ad-hoc Sensor networks", IEEE Transaction on Mobile Computing, Oct, 2004.
  11. Liang Ying , Yu Haibin, "Energy Adaptive Cluster-Head Selection for Wireless Sensor Networks", Proceedings of the 6th International Conference on Parallel and Distributed Computing Applications and Technologies, pp. 634-638, Dec. 2005.
  12. N. Vlajic, D. Xia, "Wireless Sensor Networks : To Cluster or Not To Cluster?", International Symposium on a World of Wireless, 2006.
  13. C. Intanagonwiwat, R. Govindan and D. Estrin, "Directed Diffusion: A Scalable and Robust Communication Paradigm for Sensor Networks." Proc. of the 6th Annual Int'l. Conf. on Moble computing and Networks (MobiCom 2000), Boston, pp.56-67, 2000.
  14. M. Ettus, "System Capacity, Latency, and Power Consumption in Multihop-routed SS-CDMA Wireless Networks", in Proc. Radio and Wireless Conf. (RAWCON), Colorado Springs, CO, pp.55-58, Aug. 1998.
  15. Hairong Qi, Phani Teja Kuruganti and Yingyue Xu, "The Development of Lacalized algorithms in Wireless Sensor Networks", sensors 2002, pp.286-293. 2002.
  16. Manjeshwar and D. Agrawa; "TEEN : A Routing Protocol for Enhanced Efficiency in Wireless sensor Networks", Proc. of 15th Int'l. Conf. of Parallel and Distributed Processing Symposium, pp.2009-2015, 2001.
  17. A. Manjeshwar Q-A. Zang and D.P. Agrawal, "An Analytical Model for Information Retrieval in Wireless Sensor Networks Using Enhanced APTEEN Protocol", IEEE transactions on parallel and distributed systems. vol 13. no. 12. pp.1290-1302. 2002. https://doi.org/10.1109/TPDS.2002.1158266
  18. Mao Ye, Chengfa Li, GuihaiChen and Jie Wu "EECS : AN Energy Efficient Clustering Scheme in Wireless Sensor Networks", Department of Computer Science and Engineering, Flordid Atlantic University, USA, 0-7803-3. 2005.
  19. "Application-Specific Protocol Architectlures for Wireless Networks," phD thesis, MIT, 2000.
  20. 김영락, 우매리, 김동학, 황도삼, 김종근, "Ad Hoc 네트워크에서 신호세기를 이용한 전체 노드위치 추정 방안", 한국멀티미디어학회 추계학술발표대회논문집, 2003.
  21. 임철우, 김영락, 강병욱, "센서 네트워크의 노드 위치 추정 시스템 설계", 한국멀티미디어학회 논문지, 제12권 제10호. pp1436-1449. 2009.