A Traffic and Link Quality Based Congestion Control Scheme for Reliable Sensing Data Delivery in Wireless Sensor Networks

It has been occurred many times that wireless sensor networks (WSNs) had congested areas because all the sensing data collected by multiple sensor nodes are delivered to one sink node. Typically, in order to control congested areas, it used to reduce the traffic by increasing the sensing period or discarding packets. However, those schemes have a disadvantage that it loses the reliability when delivering sensing data. Moreover, there are no schemes considering case of having poor quality of links between nodes in practical terms. In this paper, we suggest a scheme not to reduce the traffic but to distribute the traffic by changing routing paths depends on the traffic and the quality of links. Also, it can be seen that the reliability of delivering of the sensing data is improved with the experiments improving collection rates and shortening end-to-end delay.

무선 센서 네트워크에서 신뢰성 있는 센싱 정보 전달을 위한 트래픽 및 링크 품질 기반 혼잡 제어 기법

무선 센서 네트워크는 여러 개의 센서 노드들이 하나의 싱크 노드로 센싱 정보를 전달하여 수렴하는 형태의 트래픽 특성을 갖기 때문에 혼잡 지역이 자주 발생하게 된다. 기존에 제안된 혼잡 지역을 제어하는 기법들은 혼잡 지역이 발생한 후에 센싱 주기를 증가시키거나 패킷을 버림으로써 트래픽을 감소시켜 혼잡 지역을 제어하였다. 하지만 이러한 기법들은 센싱 정보를 전달할 때 신뢰성을 떨어뜨린다는 단점이 있다. 또한, 실제 환경에서는 노드 간 링크 품질이 떨어지는 경우 패킷 손실이 많은데도 불구하고 이를 고려하는 기법이 없었다. 본 논문에서는 트래픽을 감소시키지 않고 트래픽과 링크 품질에 따라 라우팅 경로를 변경하여 트래픽을 분산시켜 혼잡 지역을 제어하는 기법을 제안한다. 또한, 실험을 통해 제안 기법은 수집률을 향상시키고 종단 간 지연시간을 단축시키는 방법으로 센싱 정보를 전달할 때의 신뢰성을 높였음을 보였다.