DOI QR코드

DOI QR Code

무선센서 네트워크에서 결합 큐롬 기반 이웃노드 탐색프로토콜 스케줄링 생성 방법

Combined Quorum-based NDP in Heterogeneous Wireless Sensor Networks

  • 이우식 (경기대학교 컴퓨터과학과) ;
  • 윤종훈 (미국 네브라스카 주립대학교 오마하캠퍼스 컴퓨터과학과) ;
  • 송특섭 (목원대학교 융합컴퓨터미디어공학부)
  • Lee, Woosik (Department of Computer Science, Kyonggi University) ;
  • Youn, Jong-Hoon (Department of Computer Science, University of Nebraska at Omaha) ;
  • Song, Teuk-Seob (Division of Convergence Computer and Media, Mokwon University)
  • 투고 : 2017.06.11
  • 심사 : 2017.07.28
  • 발행 : 2017.07.31

초록

본 논문에서는 무선센서 네트워크 환경에서 스케줄링 기법 중 큐롬(Quorum)기반 이웃 노드 탐색 프로토콜을 개선한 결합 큐롬기반 스케줄링 기법을 제안한다. 본 논문에서 제시하는 방법은 서로 다른 크기를 갖는 두 개의 큐롭기반 스케줄링을 결합하여 새로운 스케줄을 생성하는 방법이다. 기존의 그리드기반의 큐롬 스케줄링 방법은 주어진 스케줄의 주기 내에서 2번의 만남을 보장하는 방법이지만 두 개의 그리드를 결합하여 생성된 스케줄방법은 두 개의 스케줄이 만나는 횟수가 증가한다. 제안하는 방법과 토심(TOSSIM) 시뮬레이터를 사용하여 그리드기반의 스케줄링 방법인 큐롬, 써치라이트 및 헤디스와 성능을 비교하였다. 실험에서 모든 센서 노드가 서로 다른 듀티 싸이클을 가정하여 실험을 수행하였다. 실제 실험결과 제안하는 방법이 기존의 다른 이웃 노드탐색 프로토콜에 비해 우수한 성능을 보였다.

In this paper, we propose a new method to improve the performance of a Quorum-based NDP (Neighbor Discovery Protocol) in heterogeneous wireless sensor networks. It creates a new set of discovery schedules by combining two different Quorum-based matrices. The original Quorum-based schedule guarantees only two overlapping active slots with a cycle, but the newly created matrix greatly increases the chance of neighbor discovery. Therefore, although the size of the combined matrix of the proposed method increases, the number of discovery chances with neighboring nodes considerably increases, and the new approach is superior to the original Quorum-based neighbor node discovery protocol. In this study, we compares the performance of the proposed method to the Quorum-based protocols such as SearchLight and Hedis using TOSSIM. We assume all sensor nodes operates in a different duty cycle in the experiment. The experimental results show that the proposed algorithm is superior to other Quorum-based methods.

키워드

참고문헌

  1. Kora Communication Agency, "Communication Technology for IoT based on Wireless Sensor Networs", Issue and Vision of Communication Technology , Vol. 37,1-12, 2014.
  2. J. Lim, A Design and Evaluation of Protocol for VBR Service in Wireless Multimedia Network , Journal of Digital Contents Society, Vol. 2, No.1, pp.93-102, 2001.
  3. S. Choi, W. Lee, T.S. Song and J.H. Youn, "Block Design-Based Asynchronous Neighbor Discovery Protocol for Wireless Sensor Networks", Journal of Sensors, vol. 2015, pp. 1- 11, 2015
  4. J. R. Jiang, Y.C. Tseng, C.S. Hsu and T.H. Lai, "Quorum-based Asynchronous Power-saving Protocols for IEEE 802.11 Ad Hoc Networks", Mobile Networks and Applications, Vol. 10, No.1, pp.169- 181, 2005. https://doi.org/10.1023/B:MONE.0000048553.45798.5e
  5. M. Bakht, M. Trower, and R. Kravets, "Searchlight: Won't You Be My Neighbor?" in Proceedings of the 18th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, pp. 185-196, Aug. 2012.
  6. L. Chen, R. Fan, K. Bian, L. Chen, M. Gerla, T. Wang, and X. Li, "On Heterogeneous Neighbor Discovery in Wireless Sensor Networks," in Proceedings of IEEE INFOCOM, pp. 693-701, 2015.
  7. I. Anderson, Combinatorial Designs and Tournaments, Oxford University Press, Oxford, UK, 1988.
  8. TinyOS, [Internet] Available: http://www.tinyos.net/tinyos-2.x/doc/html/tutorial/usc-topologies.html
  9. CC2420 Data Sheet, [Internet] Available: https://inst.eecs.berkeley.edu/-cs150/Documents/CC2420.pdf
  10. USC Link Model, [Internet]. Available: http://www.math.uwaterloo.ca/-kpurbhoo/co634/Designs.pdf.
  11. M. Oliver and A. Escudero, "Study of Different CSMA/CA IEEE 802.11-based Implementations," in Proceedings EUNICE 1999 Contribution, 1999.