• Journal of Internet Computing and Services
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• v.10 no.3
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• pp.61-69
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• 2009

Most existing clustering protocols have been aimed to provide balancing the residual energy of each node and maximizing life-time of wireless sensor networks. In this paper, we present the threshold based cluster head replacement strategy for clustering protocols in wireless sensor networks. This protocol minimizes the number of cluster head selection by preventing the cluster head replacement up to the threshold of residual energy. Reducing the amount of head selection and replacement cost, the life-time of the entire networks can be extended compared with the existing clustering protocols. Our simulation results show that our protocol outperformed than LEACH in terms of balancing energy consumption and network life-time.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2008.05a
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• pp.499-502
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• 2008

한정된 용량의 배터리에 의존하는 무선 Ad-hoc 네트워크(MANET)에서는 에너지 효율을 높이기 위한 다양한 클러스터링 기법과 라우팅 알고리즘이 연구되고 있다. 이러한 무선 Ad-hoc 네트워크에서는 에너지 효율이 높은 클러스터 기반의 라우팅 알고리즘이 많이 사용된다. 그러나 일반적인 클러스터 방식에 따른 라우팅 알고리즘에서는 클러스터 헤드 노드에 부하가 집중되어 에너지 소모가 많은 문제점을 가진다. 이 문제를 보완하기 위해서 클러스터 헤드 노드의 재 선출을 통해 에너지 소모를 분산하는 동적 클러스터링 방식이 사용되고 있다. 그러나 동적 클러스터링 방식 또한 높은 빈도의 클러스터 재형성 과정에서 많은 에너지를 소모하는 문제점이 있다. 즉, 지금까지 연구되어온 알고리즘은 클러스터 구성에 대한 효율적인 알고리즘을 제시하고 있지만 불필요한 에너지 소모를 최소화하는 최적의 헤드 노드 선정 방법과 클러스터 관리를 통하여 에너지 효율을 높일 수 있는 해결책을 제시하지 않았다. 따라서 본 논문에서는 위의 클러스터 문제를 해결하기 위해 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘 기법을 제안한다. 제안된 TICC은 각 노드의 에너지 속성 값에 따라 에너지 Level을 분류하고 분류된 에너지 Level에 따라 타이밍을 고려한 클러스터링 및 노드 관리방법이다. 이러한 TICC기법을 적용하여 실험을 하였고 결과적으로 클러스터 전체의 에너지 효율을 향상되고 Lifetime이 증가함을 보였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.11a
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• pp.894-897
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• 2010

애드 혹 네트워크는 Access Point 나 기지국과 같은 기반 구조 없이 이동 노드들로만 구성되는 자율적이고 독립적인 네트워크이다. 각각의 노드들은 이동성을 가지기 때문에 이들로 이루어진 네트워크는 다양한 형태를 이루게 되며, 이들은 무선 자원과 에너지 상의 제약을 가지기 때문에 클러스터 형성과 유지 및 관리를 통해 네트워크의 안정성을 향상시키는 알고리즘이 필요하다. 애드 혹 네트워크 환경의 클러스터링 기법에서 클러스터 헤드는 호스트의 기능을 수행함과 동시에 라우팅 기능을 담당하는 라우터의 역할까지 수행한다. 따라서 클러스터 헤드의 에너지 고갈이나 부재는 클러스터를 붕괴시키고, 전체 네트워크의 통신을 어렵게 하며, 나아가서는 네트워크의 수명을 단축시킨다. 결국 클러스터 헤드의 효율적인 관리는 전반적인 네트워크의 성능을 결정짓는 핵심이라고 볼 수 있다. 때문에 본 논문에서는 무선 애드 혹 네트워크 환경에서 2-Level 트리 기반의 클러스터 라우팅 프로토콜을 제시한다. 본 논문에서는 클러스터 헤드와 이웃 노드들의 유지 및 관리를 통해 전체적인 네트워크의 throughput 을 향상 시키는 클러스터 알고리즘을 제안하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘이 목적에 맞게 동작하는지 확인할 수 있었다.

• Journal of Digital Convergence
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• v.10 no.9
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• pp.363-368
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• 2012

The Cluster-based routing protocol is consumed the energy consumption efficiently, but there are many isolated nodes while clustering, so these are impeding energy efficiency. Hop-by-hop based routing protocol is suitable large-scaled network or dynamic environment. However, with the periodic flooding signal and rapid energy loss of near sink nodes, the network life time become shorter. In this paper, We propose the hybrid routing protocol that combine the cluster based routing method for energy efficiency of nodes and hop-by-hop method for re-joining the isolated nodes and load balance of nodes in the near cluster using fibonacci sequence. Based on the analysis, it is proved that the hybrid routing protocol provided higher energy efficiency and less the isolated nodes than previous methods.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.16 no.12
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• pp.1224-1228
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• 2010

The existing cluster-based routing protocols have some problems. Firstly, because of selecting cluster head at random, they occur a node concentration problem. Secondly, they have a low reliability for data communication due to the less consideration of node communication range. Finally, data communication overhead is greatly increased because of sending all sensor node information to sink node for constructing clusters. To solve these problems, we in this paper, propose a cluster-based routing protocol using message reception success rate. Firstly, to solve the node concentration problem, we design a cluster head selection algorithm based on node connectivity and devise cluster spliting/merging algorithms. Secondly, to guarantee data communication reliability, we use message reception success rate. Finally, to reduce data communication overhead, we use only neighbor nodes information at both cluster construction and cluster head selection.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.04a
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• pp.800-803
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• 2010

센서 노드는 제한적인 에너지를 가지기 때문에 라우팅 기법 개발에 있어 에너지 효율은 중요한 디자인 요소이다. 체인 기반 클러스터 구조의 라우팅 기법은 각 센서 노드에서 수집되는 유사한 정보를 베이스 스테이션에 효율적으로 전하기 위한 라우팅 기법이다. 체인 기반 클러스터 구조의 라우팅 기법은 에너지 효율적으로 정보를 모을 수 있는 장점을 가지지만, 센서 노드의 키를 오용하여 메시지를 삽입, 수정하는 공격이 발생할 경우 매우 큰 피해를 입게 되는 단점이 있다. 따라서, 체인 기반 클러스터 구조의 라우팅 기법을 사용하는 무선 센서 네트워크에서는 키의 오용을 탐지하고 이를 막는 기술이 매우 중요하다. 본 논문에서는 체인 기반 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 키의 오용을 막는 효율적인 방법에 대해 제시한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.32 no.6A
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• pp.617-623
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• 2007

A novel c-DSDV routing protocol is proposed in clustered mobile ad hoc networks. Clusterheads that manage members in their own cluster construct a higher layer backbone to which the DSDV concept is applied. Each clusterhead maintains its own global routing table by exchanging Update Request (UREQ) messages with its neighboring clusterheads. A number of entries in the table is as small as a number of clusterheads unlike a number of nodes in DSDV Since a UREQ message travels from one clusterhead to all its neighboring clusterheads that are at most 3 hops away, the topology convergence range by each UREQ message is at least 9 times as wide as that of DSDV and CGSR, greatly improving accuracy of routing information. However, overhead in c-DSDV is similar to that of DSDV because only clusterheads initiate UREQ messages. Delivery ratio increases by about 32$\sim$50%.

• Journal of KIISE:Databases
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• v.30 no.6
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• pp.629-640
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• 2003

A shared disk (SD) cluster couples multiple nodes for high performance transaction processing, and all the coupled nodes share a common database at the disk level. In the SD cluster, a transaction routing corresponds to select a node for an incoming transaction to be executed. An affinity-based routing can increase local buffer hit ratio of each node by clustering transactions referencing similar data to be executed on the same node. However, the affinity-based routing is very much non-adaptive to the changes in the system load, and thus a specific node will be overloaded if transactions in some class are congested. In this paper, we propose a dynamic transaction routing scheme that can achieve an optimal balance between affinity-based routing and dynamic load balancing of all the nodes in the SD cluster. The proposed scheme is novel in the sense that it can improve the system performance by increasing the local buffer hit ratio and reducing the buffer invalidation overhead.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.32 no.11A
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• pp.1164-1172
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• 2007

To solve scalability problem in the ZigBee Network, this paper presents a new mesh routing protocol for ZigBee, called ZigBee Cluster Label (ZiCL). ZiCL divides the ZigBee network into one or more logical clusters and then assigns a unique Cluster Label to each cluster so that it discovers a route of a destination node based on Cluster Label. When a node collects new Cluster Label information of a destination node according to discovery based on Cluster Label, ZiCL encourages nodes with the same Cluster Label to share the information. Consequen tly, it contributes on reducing numerical potential route discoveries and improving network performances such as routing overhead, end-to-end delay, and packet delivery ratio. Simulation results using NS-2 show ZiCL performs well.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.14 no.1
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• pp.45-50
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• 2013

Sensors have limited resources in sensor networks, so efficient use of energy is important. Representative clustering methods, LEACH, LEACHC, TEEN generally use direct transmission methods from cluster headers to a sink node to pass collected data. If clusters are located at a long distance from the sink node, the cluster headers exhaust a lot of energy in order to transfer the data. As a consequence, the life of sensors is shorten and re-clustering is needed. In the process of clustering, sensor nodes consume some energy and the energy depletion of the cluster headers meet another energy exhaustion. A method of transferring data from cluster headers to the sink using neighbor clusters is needed for saving energy. In this paper, we propose a novel routing method using a multi-hop transmission method in cluster sensor networks. This method uses the topology matrix which presents cluster topology. One-hop routing and two-hop routing are proposed in order to increase the energy efficiency.