Energy-Efficient Division Protocol for Mobile Sink Groups in Wireless Sensor Network

Communications for mobile sink groups such as rescue teams or platoons bring about a new challenging issue for handling mobility in wireless sensor networks. To do this, many studies have been proposed to support mobile sink groups. When closely looking at mobile sink groups, they can be divided into (multiple) small groups according to the property of applications. For example, a platoon can be divided into multiple squads to carry out its mission in the battle field. However, the previous studies cannot efficiently support the division of mobile sink groups because they do not address three challenging issues engendered by the mobile sink group division. The first issue is to select a leader sink for a new small mobile sink group. The efficient data delivery from a source to small mobile sink groups is the second issue. Last, the third issue is to share data between leader sinks of small mobile sink groups. Thus, this paper proposes a routing protocol to efficiently support the division of mobile sink groups by solving the three challenging issues. For the first issue, the proposed protocol selects a leader sink of a new small mobile sink group which provide a minimum summation of the distance between the new leader sink and the previous leader sink and the distance from the new leader sink to all of its member sinks. For the efficient data delivery from a source to small mobile sink groups in the second issue, the proposed protocol determines the path to minimize the data dissemination distance from source to small mobile sink group by calculating with the location information of both the source and the leader sinks. With regard to the third issue, the proposed protocol exploits member sinks located among leader sinks to provide efficient data sharing among leaders sinks by considering the location information of member sinks. Simulation results verified that the proposed protocol is superior to the previous protocol in terms of the energy consumption.

무선 센서 네트워크에서 이동 싱크 그룹의 분리를 지원하기 위한 라우팅 프로토콜

무선 센서 네트워크에서 구조 팀이나 군대의 소대처럼 이동 싱크 그룹에서 통신은 이동성을 제어하기 위해 새로운 도전 문제를 가져온다. 이를 위해, 이동 싱크 그룹을 지원해주기 위한 많은 연구가 제안되었다. 이동 싱크 그룹에서 이들은 어플리케이션의 특성에 따라 다수의 작은 그룹으로 분리 될 수 있다. 예를 들면, 전쟁에서 소대는 임무를 수행하기 위해 다수의 분대로 분리 될 수 있다. 그러나, 이전 연구들은 이동 싱크 그룹의 분리에 의해 발생되는 세가지 이슈를 다루지 않기 때문에 이동 싱크 그룹의 분리를 효율적으로 지원할 수 없다. 첫 번째 이슈는 새로운 작은 이동 싱크 그룹을 위한 리더 싱크를 선정하는 것이다. 소스로부터 작은 이동 싱크 그룹까지 효율적을 데이터를 전송하는 것이 두 번째 이슈이다. 마지막으로, 세 번째 이슈는 작은 이동 싱크 그룹들의 리더 싱크들 사이에 데이터를 공유하는 것이다. 그러므로, 본 논문은 이러한 세가지 이슈를 해결하는 것에 의해 이동 싱크 그룹의 분리를 효율적으로 지원하기 위한 라우팅 프로토콜을 제안한다. 첫 번째 이슈를 위해, 제안 프로토콜은 새로운 리더 싱크와 이전 리더 싱크 사이의 거리와 새로운 리더 싱크로부터 이것의 모든 멤버 싱크까지의 거리의 합이 최소가 되도록 새로운 작은 이동 싱크 그룹의 리더 싱크를 선정한다. 두 번째 이슈의 소스로부터 작은 이동 싱크 그룹까지의 효율적인 데이터 전송을 위해, 제안 프로토콜은 소스와 리더 싱크들의 위치 정보를 통한 계산을 통하여 소스로부터 작은 이동 싱크 그룹까지의 데이터 전송 거리를 최소화하기 위한 경로를 결정한다. 세 번째 이슈와 관련하여, 제안 프로토콜은 멤버 싱크들의 위치 정보를 고려하여 리더 싱크들 사이에 효율적인 데이터 공유를 제옥하기 위한 리더 싱크들 사이의 멤버 싱크를 이용한다. 시뮬레이션 결과는 제안 프로토콜이 이전 프로토콜에 비해 에너지 소비의 관점에서 우수함을 증명한다.