Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회논문지)

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A Mobile-Sink based Energy-efficient Clustering Scheme in Mobile Wireless Sensor Networks

모바일 센서 네트워크에서 모바일 싱크 기반 에너지 효율적인 클러스터링 기법

  • Kim, Jin-Su (Department of Port & Logistics System, Tongmyong University)
  • 김진수 (동명대학교 항만물류시스템학과)
  • Received : 2017.02.01
  • Accepted : 2017.05.12
  • Published : 2017.05.31
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Abstract

Recently, the active research into wireless sensor networks has led to the development of sensor nodes with improved performance, including their mobility and location awareness. One of the most important goals of such sensor networks is to transmit the data generated by mobile sensors nodes. Since these sensor nodes move in the mobile wireless sensor networks (MWSNs), the energy consumption required for them to transmit the sensed data to the fixed sink is increased. In order to solve this problem, the use of mobile sinks to collect the data while moving inside the network is studied herein. The important issues are the mobility and energy consumption in MWSNs. Because of the sensor nodes' limited energy, their energy consumption for data transmission affects the lifetime of the network. In this paper, a mobile-sink based energy-efficient clustering scheme is proposed for use in mobile wireless sensor networks (MECMs). The proposed scheme improves the energy efficiency when selecting a new cluster head according to the mobility of the mobile sensor nodes. In order to take into consideration the mobility problem, this method divides the entire network into several cluster groups based on mobile sinks, thereby decreasing the overall energy consumption. Through both analysis and simulation, it was shown that the proposed MECM is better than previous clustering methods in mobile sensor networks from the viewpoint of the network energy efficiency.

최근 무선 센서 네트워크의 활발한 연구와 함께 센서 노드는 이동성과 위치 인식 기능을 가지는 등 성능이 점점 향상되고 있다. 이러한 센서 네트워크의 가장 중요한 목표 중의 하나는 이동성이 있는 다수의 센서 노드들에서 발생한 데이터를 에너지 효율을 고려하여 싱크 노드로 전송하는 것이다. 모바일 무선 센서 네트워크는 센서 노드들이 이동하기 때문에, 센싱된 데이터를 고정된 싱크로 전송하기 위해서는 에너지 소모량이 많아진다. 이에 대한 문제를 해결하고자 싱크가 네트워크 내부를 이동하면서 데이터를 수집하는 모바일 싱크에 대한 활용이 연구되고 있다. 모바일 무선 센서 네트워크에서 중요한 고려 사항은 이동성과 에너지 소모량이다. 각 센서 노드는 제한된 에너지를 보유하기 때문에 데이터 송신에 소모되는 에너지가 클 경우, 전체 네트워크 수명에 많은 영향을 준다. 본 논문에서는 모바일 센서 네트워크에서 모바일 싱크 기반 에너지 효율적인 클러스터링 기법을 제안한다. 제안된 내용은 모바일 센서 노드들의 이동성에 따라 새로운 클러스터 헤드를 선택할때의 에너지 효율을 높인다. 또한 전체 네트워크를 모바일 싱크 기반으로 여러 개의 클러스터 그룹으로 나누어, 이동성 문제를 고려하고 전체 에너지 소모량을 줄인다. 분석과 실험을 통해 제안된 기법이 이전의 모바일 센서 네트워크 클러스터링 기법보다 네트워크 에너지 효율성이 향상됨을 입증한다.

Keywords

References

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