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

  • 제40권6호
  • /
  • Pages.1058-1069
  • /
  • 2015
  • /
  • 1226-4717(pISSN)
  • /
  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

무선 센서 네트워크에서 무선 반경을 고려한 에너지 효율적인 페이스 라우팅 프로토콜

Energy-Efficient Face Routing Protocol Considering Radio Range in Wireless Sensor Networks

  • 투고 : 2015.04.08
  • 심사 : 2015.06.10
  • 발행 : 2015.06.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

무선 센서 네트워크에서 위치 기반 라우팅은 위치 정보를 이용하여 데이터 메시지를 전달하기에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 위치 기반 라우팅에서 대표적인 그리디 포워딩이 불가능할 경우, 페이스 라우팅이 복구 수단으로 쓰이고 있다. 페이스 라우팅은 교차된 연결들을 제거한 평면 그래프를 바탕으로 구성되며 이는 가장 가까운 이웃 노드들의 연결을 제외한 나머지 연결들은 모두 제거됨을 의미한다. 하지만 페이스 라우팅은 무선 반경을 고려하지 않아 한 홉 범위 안에서 멀리 갈 수 있는 링크들이 존재하더라도 평면 그래프의 규칙에 의해 짧은 링크들을 선택한다. 이것은 밀집된 지역에서 페이스 라우팅을 쓰일 경우 에너지 효율성을 저하시킨다. 본 논문에서는 평면 그래프에서 제거된 링크들을 찾고 이용할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 본 프로토콜은 작은 크기의 컨트롤 메시지와 함께 무선 반경에서 제거된 링크를 찾는다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 이전 페이스 라우팅 프로토콜보다 에너지 효율성이 높음을 보인다.

In wireless sensor networks, geographic routing is known as an efficient method to transmit the data packet using the location information. Geographic routing relies on two techniques: greedy forwarding and face routing. Face routing helps to recover from greedy routing fail and is based on the planar graph in which does not cross each edge. However, the planarization causes frequently short transmission of data packet because it removes other edges except the shortest one. In other words, since the planarization removes the long edges, face routing could not exploit the efficient removed edges of communication graph. This problem brings about the excessive energy consumption of nodes. In this paper, we propose an energy efficient face routing protocol in wireless sensor networks. This proposed protocol searches the removed edges and transmits them via the edges. Simulation shows that the proposed protocol is more efficient in terms of energy consumption than the previous face routing.

키워드

참고문헌

  1. I. F. Akyildiz, et al., "A survey on sensor networks," IEEE Commun. Mag., vol. 40, no. 8, pp. 102-114, Aug. 2002. https://doi.org/10.1109/MCOM.2002.1024422
  2. H. Karl and A. Willing, Protocol and architecture for wireless sensor networks, John Wiley & Sons, Inc., 2005.
  3. S. Kim, C. Kim, H. Cho, and S.-H. Kim, "Continuous moving object tracking using query relaying in tree-based sensor network," J. KICS, vol. 39B, no. 5, pp. 271-280, May 2014. https://doi.org/10.7840/kics.2014.39B.5.271
  4. J. N. Al-Karaki and A. E. Kamal, "Routing techniques in wireless sensor networks: a survey," IEEE Wirel. Commun., vol. 11, no. 6, pp. 6-28, Dec. 2004.
  5. K. Akkaya and M. Younis, "A survey on routing protocols for wireless sensor networks," Ad hoc networks, vol. 3, no. 3, pp. 325-349, May 2005. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2003.09.010
  6. B. Karp and H. T. Kung, "GPSR: greedy perimeter stateless routing for wireless networks," ACM MobiCom '00, pp. 243-254, MA, USA, Aug. 2000.
  7. Q. Fang, J. Gao, and L. J. Guibas, "Locating and bypassing routing holes in sensor networks," IEEE INFOCOM 2004, pp. 2458- 2468, Hong-Kong, China, Mar. 2004.
  8. N. Ahmed, S. S. Kanhere, and S. Jha, "The holes problem in wireless sensor networks : a survey," ACM SIGMOBILE Mob. Comput. and Commun., vol. 9, no. 2, pp. 4-18, Apr. 2005
  9. S. Kim, H. Park, J. Lee, and S.-H. Kim, "Energy-efficient grid-based hole-detouring scheme in wireless sensor networks," J. KICS, vol. 37B, no. 4, pp. 227-235, Apr. 2012.
  10. S. Kim, C. Kim, H. Cho, and S.-H. Kim, "A hole self-organization real-time routing protocol for irregular wireless sensor networks," J. KICS, vol. 39B, no. 5, pp. 281- 290, May 2014. https://doi.org/10.7840/kics.2014.39B.5.281
  11. P. Bose, P. Morin, I. Stojmenovic, and J. Urrutia, "Routing with guaranteed delivery in ad hoc wireless networks," in Proc. 3rd Int. Workshop on Discrete Algorithms and Methods for Mob. Comput. Commun. (DIALM'99), pp. 48-55, WA, USA, Aug. 1999.
  12. H. Frey and I. Stojmenovic, "On delivery guarantees of face and combined greedy-face routing in ad hoc and sensor networks," ACM MobiCom'06, pp. 390-401, CA, USA, Sept. 2006.
  13. H. Frey and I. Stojmenovic, "On delivery guarantees and worst-case forwarding bounds of elementary face routing components in ad hoc and sensor networks," IEEE Trans. Computers, vol. 59, no. 9, pp. 1224-1238, Sept. 2010. https://doi.org/10.1109/TC.2010.107
  14. F. Kuhn, R. Wattenhofer, and Y. Zhang, "Geometric ad-hoc routing: of theory and practice," in Proc. 22nd ACM Int. Symp. PODC, pp. 63-72, MA, USA, Jul. 2003.
  15. I. F. Akyildiz, T. Melodia, and K. R. Chowdury, "Wireless multimedia sensor networks: A survey," IEEE Wirel. Commun., pp. 32-39, vol. 14, no. 6, Dec. 2007. https://doi.org/10.1109/MWC.2007.4407225
  16. K. Maraiya, K. Kant, and N. Gupta, "Wireless sensor network: A review on data aggregation," Int. J. Scientific & Eng. Research, vol. 2, Apr. 2011.
  17. Scalable Network Technologies, Qualnet, [online]available:http://www.scalable-networks.com.
  18. M. Amiri, "Evaluation of lifetime bounds of wireless sensor networks," Computer Research Repository (CoRR), abs/1011.2103, Nov. 2010.

피인용 문헌

  1. 효과적인 위치 기반 이동 노드 밀집도 계산방법 vol.40, pp.11, 2015, https://doi.org/10.7840/kics.2015.40.11.2196
  2. DT-GPSR: Delay Tolerant-Greedy Perimeter Stateless Routing Protocol vol.41, pp.2, 2016, https://doi.org/10.7840/kics.2016.41.2.189
  3. 무선 센서 네트워크의 클러스터 라우팅에서 위치기반 부하 균등화 기법 vol.41, pp.8, 2015, https://doi.org/10.7840/kics.2016.41.8.942
  4. Link Quality Based Transmission Power Control in IEEE 802.15.4 for Energy Conservation vol.41, pp.12, 2015, https://doi.org/10.7840/kics.2016.41.12.1925
  5. 무선 센서 망에서 에너지 효율적인 페이스 라우팅을 활용한 분리된 다중 경로 방안 vol.23, pp.2, 2015, https://doi.org/10.5626/ktcp.2017.23.2.116