정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템 (KIPS Transactions on Computer and Communication Systems)

  • 제3권5호
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  • Pages.155-162
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  • 2014
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  • 2287-5891(pISSN)
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  • 2734-049X(eISSN)
한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
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무선 애드 혹 네트워크에서 에너지 효율적인 2-level 트리 기반의 클러스터 라우팅 프로토콜

An Efficient Cluster Routing Protocol Based on 2-level Tree for Wireless Ad Hoc Networks

  • 이영준 (서강대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 김성천 (서강대학교 컴퓨터학과)
  • 투고 : 2014.02.06
  • 심사 : 2014.04.28
  • 발행 : 2014.05.31
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초록

본 논문에서는 MANET 환경에서 2-level 트리기반 클러스터링 라우팅 알고리즘을 제안한다. 이를 통해 네트워크에 속해 있는 무선 노드들의 생존시간을 증가시키고 네트워크 데이터 전송률을 향상시키는 것이 주요 목표이다. 무선 네트워크의 기본 특성인, 무선 자원과 배터리 상의 제약으로 인해 클러스터 형성과 유지 및 관리기법은 네트워크의 안정성을 향상시키기 위해서는 필수적이다. 그러나 애드 혹 네트워크 환경의 클러스터링 기법에서 클러스터 헤드는 호스트의 기능을 수행함과 동시에 라우팅 기능을 담당하는 라우터의 역할까지 수행한다. 따라서 클러스터 헤드의 에너지 고갈이나 부재는 클러스터를 붕괴시키고, 전체 네트워크의 통신을 어렵게 하며, 나아가서는 네트워크의 수명을 단축시킨다. 결국 클러스터 헤드의 효율적인 관리는 전반적인 네트워크의 성능을 결정짓는 핵심이라고 볼 수 있다. 때문에 본 제안 기법은 클러스터 헤드와 이웃 노드들의 유지 및 효율적인 관리를 통해 전체적인 네트워크의 생존시간과 Throughput을 향상시키고자 하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 MANET 환경에서 기존 LS2RP기법에 비해 Qos측면에서 평균 17%의 성능 향상이 이루어짐을 알 수 있었다.

We proposed a 2 level tree based cluster based routing protocol for mobile ad hoc networks. it is our crucial goal to establish improved clustering's structure in order to extend average node life-time and elevate the average packet delivery ratio. Because of insufficient wireless resources and energy, the method to form and manage clusters is useful for increasing network stability. but cluster-head fulfills roles as a host and a router in clustering protocol of Ad hoc networks environment. Therefore energy exhaustion of cluster-head causes communication interruption phenomenon. Effective management of cluster-head is key-point which determines the entire network performance. The scheme focuses on improving the performance the life time of the network and throughput through the management of cluster-heads and its neighbor nodes. In simulation, we demonstrated that it would obtain averagely better 17% performance than LS2RP.

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과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단

참고문헌

  1. JANE Y. YU and PETER H. J. CHONG, "SURVEY OF CLUSTERING SCHEMES FOR MOBILE AD HOC NETWORKS," in IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS, Vol.7, No.1, pp.32-48, 2005. https://doi.org/10.1109/COMST.2005.1423333
  2. Abolfazle A, Ali K. and Naser L, "Clustering Alghorithms in Mobile Ad Hoc Networks," in Proc. of Fourth International Conference on Computer Sciences and Convergence Information Technology, pp.1509-1513, 2009.
  3. Nabil TABBANE, "LS2RP: Link-State RAID Routing Protocol," in Proc. of Eight International Conference on Networks, pp.99-105, 2009
  4. Charles E. Perkins, AD HOC NETWORKING, Addison-Wesley, 2001.
  5. M. Jiang, J. Li and Y. C. Tay, "Cluster Based Routing Protocol(CBRP) Function Specification," in Internet Draft draft-ietf-manet-cbrp-spec, August, 1998.
  6. E. Gafni and D. Bertsekas, "Distributed Algorithms for Generating Loop-Free Routes in Networks with frequently changing topology," in IEEE Trans. Communications, January, 1981.
  7. Mainak C. and Sajal K. DAS, "WCA: A Weighted Clustering Algorithm for mobile Ad Hoc Networks," Cluster Computing, Vol.5, No.2, pp.193-204, Apr., 2002. https://doi.org/10.1023/A:1013941929408
  8. M. Chatterjee and et al., "An On-Demand Weighted Clustering Algorithm for Ad hoc networks," in proc. of IEEE Globecom, pp.1697-1701, Dec., 2000.
  9. Wonchang C. and Miae W.,"A Distributed weighted Clustering Algorithm for mobile Ad Hoc Networks," AICT, In proc. of IEEE Computer Society, Feb., 2006.
  10. Z. Junna, Y. Peiyan and L. Ping, "Research and Simulations of Cluster Routing Protocols in Ad Hoc Networks," in Proc. of World Congress on Software Engineering, pp.509-512, 2009.
  11. Huda Al Amri, Mehran A. and Tadeusz W., "Scalability of MANET routing protocols for heterogeneous and homogenous networks," in Trans. on Computers and Electrical Engineering, pp.1-14, 2009.
  12. D. J. Baker and A. Ephremides, "The Architectural Organization of a Mobile Radio Network via a Distributed Algorithm", IEEE Transactions on Communications COM- 29(11), pp.1694-1701, 1981.
  13. PK Jaggi, and AK SinghSingh, "Staggered Checkpointing and Recovery in Cluster Based Mobile Ad Hoc Networks- Advances in Parallel Distributed Computing, Vol.203, pp.122-134, 2011. https://doi.org/10.1007/978-3-642-24037-9_13
  14. Changlin Ma, Nian Liu, and Yuan Ruan, "An Energy-efficient Clustering Algorithm in Mobile Sensor Networks", in Proc. of Signal Processing, Communication and Computing (ICSPCC), pp.1-4, Aug., 2013.