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

Korea Information Processing Society (한국정보처리학회)
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QoS Routing Protocol Based on Virtual Grids and MultiPaths for Mobile Sinks in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 이동 싱크를 위한 가상 그리드와 다중 경로 기반의 QoS 라우팅 프로토콜

  • 임진혁 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 이의신 (충북대학교 정보통신공학부)
  • Received : 2016.05.12
  • Accepted : 2016.09.07
  • Published : 2016.11.30
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Abstract

Recently, Expectation Area-based Real-time Routing (EAR2) protocol has been proposed to support real-time routing in wireless sensor networks. EAR2 considers the expectation area of a mobile sink and uses flooding within the expectation area. However, flooding leads to excessive energy consumption and causes long delay against real-time routing. Moreover, since EAR2 uses single path to the expectation area, it is difficult to support reliable routing in sensor networks with high link failures. Thus, to overcome these limitation of EAR2, this paper proposes a reliable and real-time routing protocol based on virtual grids and multipath for mobile sinks. To support real-time routing, the proposed protocol considers expectation grids belonged to the expectation area. Instead of flooding within the expectation area, the proposed protocol uses multicasting to the expectation grids and single hop forwarding in an expectation grid because the multicasting can save much energy and the single hop forwarding can provide short delay. Also, the proposed protocol uses multipath to the expectation grids to deal with link failures for supporting reliable routing. Simulation results show that the proposed protocol is superior to the existing protocols.

최근에 무선 센서 망에서 이동 싱크를 위한 실시간 라우팅을 지원하기 위한 Expectation Area-based Real-time Routing(EAR2) 프로토콜이 제안되었다. EAR2는 이동 싱크의 예상 지역을 고려하여 예상 지역 내의 플러딩을 이용한다. 그러나, 플러딩은 센서 노드들의 과도한 에너지 소비를 야기하고 실시간 전송에 반하는 긴 전송 지연을 발생한다. 게다가, EAR2는 예상 지역까지 단일 경로만 사용하기 때문에 링크 손실이 많은 무선 센서 망에서 신뢰성 있는 전달을 지원하기 어렵다. 그러므로, 본 논문은EAR2의 이러한 문제들을 해결하기 위해 이동 싱크를 위한 그리드와 다중 경로 기반의 실시간성과 신뢰성 지원 방안을 제안한다. 실시간성을 지원하기 위해 제안 방안은 예상 지역에 추가로 예상 지역 내에 속한 예상 그리드를 고려한다. 제안 방안은 예상 지역 내의 플로딩 대신에 예상 그리드까지의 멀티캐스팅과 예상 그리드에서의 단일 홉 포워딩을 이용한다. 왜냐하면, 멀티캐스팅은 많은 에너지를 절약할 수 있고 단일 홉 포워딩은 적은 전송 지연을 가지기 때문이다. 또한, 제안 방안은 신뢰성을 지원하기 위해 예상 그리드까지 링크 손실에 대처가 가능한 다중 경로를 사용한다. 시뮬레이션 결과는 제안 방안이 기존 방안들보다 성능이 우수함을 보여준다.

Keywords

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