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

Multi-hop Transmission Scheme for Delay-Sensitive Information in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 지연에 민감한 정보의 다중 홉 전송 기법

  • 차재룡 (아주대학교 전자공학과 무선 인터넷 연구실) ;
  • 김재현 (아주대학교 전자공학과 무선 인터넷 연구실)
  • Received : 2011.11.30
  • Accepted : 2012.10.10
  • Published : 2012.10.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This paper introduces two multi-hop delay factors which can be caused by conventional TDMA scheduling; queueing delay and delay by random link scheduling, and proposes a new sequential scheduling scheme to resolve these two factors. We also simulate the TDMA network with the proposed link scheduling scheme and compare it with conventional(random) link scheduling scheme in terms of end-to-end packet transmission delay. From the simulation results, the more the average hop distance increases, the more the difference of the delay performance of both scheduling schemes increases. When the average number of hops is 2.66, 4.1, 4.75, and 6.3, the proposed sequential scheduling scheme reduces the average end-to-end delay by about 22%, 36%, 48%, and 55% respectively when compared to the random scheduling scheme.

본 논문에서는 무선 센서네트워크(wireless sensor network : WSN)에서 발생하는 두 가지 지연 요인인 큐잉 지연(queueing delay)과 랜덤 링크 스케줄링에 의한 지연(delay by random link scheduling)을 소개하고 이를 해결하기 위한 새로운 순차적 스케줄링 기법을 제안한다. 또한 모의 실험을 통하여 이용하여 제안한 다중 홉 전송기법의 성능 평가를 수행하고, 이를 기존의 랜덤 링크 스케줄링 기법의 성능과 종단간 패킷 전송 지연의 관점에서 비교한다. 모의실험 결과에 따르면, 소스 노드(source node)와 목적지 노드(destination node) 사이의 홉 수(hop distance)가 증가할수록 제안한 스케줄링 기법과 기존의 랜덤 링크 스케줄링 기법의 지연 성능 차이가 증가함을 알 수 있었다. 소스 노드와 목적지 노드 사이의 평균 홉 수가 2.66, 4.1, 4.75 및 6.3 일 때, 제안한 스케줄링 기법은 기존의 랜덤 링크 스케줄링 기법에 비해 22%, 36%, 48% 및 55% 까지 지연 시간을 줄일 수 있었다.

Keywords

References

  1. S. Gandham, M. Dawande, and R. Prakash, "Link scheduling in sensor networks: distributed edge coloring revisited," in Proc. INFOCOM, pp. 2492-2501, Mar. 2005.
  2. A. Panconesi and A. Srinivasan, "Improved distributed algorithms for coloring and Network decomposition problems," in Proc. ACM Symposium on Theory of Computing, pp. 581-592, May 1992.
  3. D. A. Grable and A. Panconesi, "Nearly optimal distributed edge colouring in O(log log n) rounds," in Proc. ACM SIAM symposium on Discrete algorithms, Jan. 1997
  4. K. Sohrabi, J. Gao, V. Ailawadhi, and G. Pottie, "Protocols for selforganization of a wireless sensor network," IEEE Personal Communications, vol. 7, no. 5, pp. 16-27, 2000. https://doi.org/10.1109/98.878532
  5. J. Misra and D. Gries, "A constructive proof of vizing's theorem," Information Processing Letter, vol. 41, pp. 131-133, Mar. 1992. https://doi.org/10.1016/0020-0190(92)90041-S
  6. M. V. Madhav, A. Panconesi, and L. D. Risinger, "An experimental study of a simple, distributed edge coloring algorithm," in Proc. 12th annual ACM symposium on Parallel algorithms and architectures, pp. 166-175, Oct. 2000.
  7. S. Ramanathan, "A unified framework and algorithm for channel assignment in wireless networks," Wireless Networks, pp. 81-94, Apr. 1999.
  8. P. Djukic and S. Valaee, "Delay aware link scheduling for multi-hop TDMA wireless networks," IEEE/ACM Trans. Netw., vol. 17, no. 3, Jun. 2009, pp. 870-883. https://doi.org/10.1109/TNET.2008.2005219
  9. M. Trung and J. H. Mo, "A multichannel TDMA MAC protocol to reduce end-to-end delay in wireless mesh networks," ETRI Journal, vol. 32, no. 5, pp. 819-822, Oct. 2010. https://doi.org/10.4218/etrij.10.0210.0102
  10. IEEE 802.11s. Draft Amendment: ESS Mesh Networking, Nov. 2006.