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

Korea Information Processing Society (한국정보처리학회)
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Grid Structure-Based Mobility Support Scheme for Sink Groups in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 격자 구조 기반 이동 싱크 그룹 지원 방안

  • 임용빈 (충남대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 이의신 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 김상하 (충남대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2017.01.31
  • Accepted : 2017.04.03
  • Published : 2017.05.31
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Abstract

Communications for mobile sink groups such as rescue teams or platoons bring about a new challenging issue for handling group mobility in wireless sensor networks. Recently, a group region-based approach has been proposed to send data to a mobile sink group. However, it uses excessive flooding for 3 steps (group region discovery, region information notification, and data dissemination) to support mobile sink group. Thus, it causes high energy consumption and data delivery failure. Moreover, its per-sink mobility supporting scheme makes energy consumption and data delivery failure more serious. Thus, this paper proposes an Energy-efficient and Reliable Mobile Group communication protocol (ERMG) to support a mobile sink group, which exploits a virtual grid structure. For the group region discover and notification and the data dissemination, ERMG uses communications with only cell heads of grid cells that manages group sinks. ERMG also uses a per-grid based scheme to support sink mobility. Simulation results show that ERMG has 30% less energy consumption and 6% more desired delivery deadline success ratio than the existing protocols.

무선 센서 네트워크에서 구조대나 군 소대와 같은 이동 싱크 그룹을 위한 통신은 군집 이동 특성에 의해 이동성 지원 측면에서 새로운 도전 과제를 야기한다. 최근에 그룹 영역 기반의 이동성 지원 접근법이 제안되었지만, 접근법에서 제시하는 3 단계(싱크 그룹 영역 발견, 영역 정보 통지, 데이터 전달)의 과정은 과도한 플러딩(flooding)을 요구한다. 따라서 많은 에너지 소모와 혼잡 및 간섭으로 인한 데이터 전달 실패를 야기한다. 더욱이, 이는 개별 싱크 단위의 이동성을 지원하기 때문에 앞의 문제를 심화시킨다. 따라서, 본 논문은 가상 격자 구조를 활용한 에너지 효율적이고 신뢰성있는 이동 싱크 그룹 통신 방안(Energy-efficient and Reliable Mobile Group communication protocol, ERMG)을 제안한다. ERMG는 그룹 영역의 발견과 영역 정보 통지, 데이터 전달을 위해 오직 싱크 그룹을 관리하는 격자 셀의 대표(cell heads)와의 통신만을 요구한다. 또한, ERMG는 효율적인 이동성 지원을 위해 격자 단위의 이동성 지원 방안을 사용한다. 시율레이션 결과는 ERMG가 기존 방안들에 비해 에너지 소모량이 평균 30% 감소하였고, 전달 요구 시간 내 성공률이 평균 6% 증가하였음을 보인다.

Keywords

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