• Title/Summary/Keyword: 클러스터 토폴로지

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Cluster-based Distributed Topology Control for Wireless Sensor Networks (무선 센서네트워크에서 클러스터 기반의 분산형 토폴로지 제어)

  • Kong, Young-Bae;Shim, Il-Joo;Chang, Kyung-Bae;Park, Gwi-Tae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.07d
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    • pp.2144-2145
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    • 2006
  • 무선 센서네트워크는 환경 모니터링과 같은 다양한 어플리케이션을 갖고 있는 향상된 기술이다. 이를 구성하는 각각의 노드들은 특정지역에 분산되어 네트워크를 구성해서 해당 지역의 이벤트나 정보를 주기적으로 사용자에게 전달한다. 이때 토폴로지 제어는 네트워크의 수명과 통신에 중요한 영향을 미치는 요인이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 클러스터 기반의 분산형 토폴로지 제어기법을 제안한다. 이 기법은 먼저 네트워크를 클러스터 기반의 계층적인 구조로 구성한 후, 각각의 클러스터 내에서 최소 신장트리 (Minimum Spanning Tree)를 이용하여 토폴로지 제어를 수행한다. 이를 통해 무선센서 네트워크는 에너지 효율적이며 분산된 토폴로지 제어를 수행할 수 있고, 결과적으로 네트워크의 수명을 연장할 수 있다.

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A Dynamic Pre-Cluster Head Algorithm for Topology Management in Wireless Sensor Networks (무선 센서네트워크에서 동적 예비 클러스터 헤드를 이용한 효율적인 토폴로지 관리 방안에 관한 연구)

  • Kim Jae-Hyun;Lee Jai-Yong;Kim Seog-Gyu;Doh Yoon-Mee;Park No-Seong
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.31 no.6B
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    • pp.534-543
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    • 2006
  • As the topology frequently varies, more cluster reconstructing is needed and also management overheads increase in the wireless ad hoc/sensor networks. In this paper, we propose a multi-hop clustering algorithm for wireless sensor network topology management using dynamic pre-clusterhead scheme to solve cluster reconstruction and load balancing problems. The proposed scheme uses weight map that is composed with power level and mobility, to choose pre-clusterhead and construct multi-hop cluster. A clusterhead has a weight map and threshold to hand over functions of clusterhead to pre-clusterhead. As a result of simulation, our algorithm can reduce overheads and provide more load balancing well. Moreover, our scheme can maintain the proper number of clusters and cluster members regardless of topology changes.

Adjacency-Based Mapping of Mesh Processes for Switch-Based Cluster Systems of Irregular Topology (비규칙 토폴로지 스위치 기반 클러스터 시스템을 위한 메쉬 프로세스의 인접 기반 매핑)

  • Moh, Sang-Man
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.47 no.2
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    • pp.1-10
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    • 2010
  • Mapping virtual process topology to physical processor topology is one of the most important design issues in parallel programming. However, the mapping problem is complicated due to the topology irregularity and routing complexity. This paper proposes a new process mapping scheme called adjacency-based mapping (AM) for irregular cluster systems assuming that the two-dimensional mesh process topology is specified as an interprocess communication pattern. The cluster systems have been studied and developed for many years since they provide high interconnection flexibility, scalability, and expandability which are not attainable in traditional regular networks. The proposed AM tries to map neighboring processes in virtual process topology to adjacent processors in physical processor topology. Simulation study shows that the proposed AM results in better mapping quality and shorter interprocess latency compared to the conventional approaches.

Multihop Routing based on the Topology Matrix in Cluster Sensor Networks (클라스터 센서 네트워크에서 토폴로지 행렬 기반 멀티홉 라우팅)

  • Wu, Mary;Park, Ho-Hwan;Kim, Chong-Gun
    • 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.

A Stable Clustering Scheme Based on Node Mobility for Mobile Ad Hoc Networks (모바일 애드 혹 네트워크에서 이동성을 고려한 안정적인 클러스터링 기법)

  • Kim, Hyek-Su;Hwang, Jun-Ho;Yoo, Myung-Sik
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.34 no.5B
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    • pp.480-488
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    • 2009
  • A mobile ad-hoc network is an autonomous collection of wireless mobile nodes that organizes a temporary network without any network infrastructure. Due to node mobility, it is a challenging task to maintain the network topology. In this paper, we propose a stable clustering algorithm that uses node mobility for cluster formation. In the proposed algorithm, the node mobility is measured by counting the number of nodes entering into/leaving from its transmission range. The node having the lowest mobility is selected as a cluster head. For topology maintenance with reduced control overhead, the cluster head adaptively controls the broadcasting period of hello message to the measured node mobility. Through computer simulations, it is verified that the proposed algorithm outperforms previous clustering algorithms in terms of control overhead, the rate of node mobility changes and the number of cluster head changes.

An Energy-Efficient Topology Control Scheme based on Application Layer Data in Wireless Sensor Networks (응용 계층 정보 기반의 에너지 효율적인 센서 네트워크 토폴로지 제어 기법)

  • Kim, Seung-Mok;Kim, Seung-Hoon
    • Journal of Korea Multimedia Society
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    • v.12 no.9
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    • pp.1297-1308
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    • 2009
  • The life time of a wireless sensor network composed of numerous sensor nodes depend on ones of its sensor nodes. The energy efficiency operation of nodes, therefore, is one of the crucial factors to design the network. Researches based on the hierarchical network topology have been proposed and evolved in terms of energy efficiency. However, in existing researches, application layer data obtained from sensor nodes are not considered properly to compose cluster, including issue that nodes communicate with their cluster heads in TDMA scheduling. In this paper, we suggest an energy-efficient topology control scheme based on application layer data in wireless sensor networks. By using application layer data, sensor nodes form a section which is defined as the area of adjacent nodes that retain similar characteristics of application environments. These sections are further organized into clusters. We suggest an algorithm for selecting a cluster head as well as a way of scheduling to reduce the number of unnecessary transmissions from each node to its cluster head, which based on the degree and the duration of similarity between the node's data and its head's data in each cluster without seriously damaging the integrity of application data. The results show that the suggested scheme can save the energy of nodes and increase the life time of the entire network.

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A clustering algorithm based on dynamic properties in Mobile Ad-hoc network (에드 혹 네트워크에서 노드의 동적 속성 기반 클러스터링 알고리즘 연구)

  • Oh, Young-jun;Lee, Kang-whan
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2014.05a
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    • pp.400-401
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    • 2014
  • 본 논문에서는 이동 에드혹 네트워크(Mobile Ad hoc Network: MANET)에서의 상황인식 기반의 스케쥴링 기법인 DDV(Dynamic Direction Vector)-hop알고리즘을 제안한다. 기존 MANET에서는 노드의 이동성으로 인한 동적 네트워크 토폴리지, 네트워크 확장성 결여의 대한 취약성을 지니고 있다. 본 논문에서는 계층적 클러스터 단위의 동적인 토폴로지에서 노드가 이동하는 방향성 및 속도에 대한 노드의 이동 속성 정보를 고려하여 클러스터를 생성 및 유지하는 DDV-hop 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 클러스터 헤드노드를 기준으로 클러스터 멤버노드의 방향성 및 속도의 속성 정보를 비교하여 유사한 노드간 클러스터링을 구성하고, 이로부터 헤드노드를 선택하는 방법이다. 실험결과, 제안하는 알고리즘이 네트워크의 부하를 감소시키고 네트워크 토폴로지를 안정적으로 유지할 수 있음을 확인하였다.

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Energy-Efficient Optimal Clustering Size for Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 최적 클러스터 크기)

  • 박병창;이성렬;송유경;김종권
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.10c
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    • pp.16-18
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    • 2004
  • 무선 센서 네트워크는 센서들을 무선으로 연결하여 데이터 교환을 통해 다양한 환경에서 정보를 수집할 수 있도록 하는 유용한 도구이다. 센서노드 간의 통신은 센서노드의 제한된 에너지를 효율적으로 이용하도록 만들어져야만 한다. 클러스터링에 기반한 계층적 라우팅 기법은 클러스터 내의 노드들은 클러스터헤드와만 통신을 하게하고 클러스터헤드가 한꺼번에 싱크에게 통합된 정보를 보내게 하여 에너지를 절약하는 기법이다. 본 연구에서는 이러한 클러스터링 기반의 라우팅에서 에너지 효율을 높이기 위해 싱크와 클러스터헤드 사이의 거리에 따른 최적 클러스터 크기를 계산하고, 원형의 전체 토폴로지에서 계산된 값과 일치됨을 확인해 보았다.

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Adaptive Cluster Configuration Scheme for Topology Control in Ubiquitous Sensor Networks (유비쿼터스 센서 네트웨크에서 효율적인 토폴로지 제어를 위한 클러스터 설정 기법)

  • 김중헌;김은교;김동신;이원준
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.10c
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    • pp.19-21
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    • 2004
  • 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 향상시키기 위한 방안 중 하나는 계층적 클러스터링 기법이다. 이 기법은 센서 노드가 이웃 노드와 통신할 필요 없이 오직 클러스터 헤드 노드와 통신하게 함으로써 에너지 소비량을 줄이게 된다. 하지만 이러한 클러스터링 기법은 클러스터 반경 크기에 따라 성능이 크게 좌우된다. 본 논문에서는 클러스터 헤드 노드의 잔류 에너지양에 따라 동적으로 클러스터 반경 크기를 조절함으로써 에너지 소비를 최적화시킬 수 있는 기법을 제안한다.

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Adaptive Routing Scheme to Avoid Clusterhead Congestion in c-DSDV Routing Protocol (c-DSDV 라우팅 프로토콜에서 클러스터헤드의 혼잡 회피를 위한 적응적 라우팅 방법)

  • Oh, Hoon;Yun, Seok-Yeol;Vu, Trong Tuan
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.33 no.3A
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    • pp.219-224
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    • 2008
  • In the c-DSDV routing protocol proposed to improve the scalability of DSDV, clusterheads manage a routing table that has only clusterheads as potential destinations and flood update request message to its neighbor clusterheads periodically or at the time of topology change. Accordingly, the convergence range of topology change by a single update request message was expanded nine times as wide as that of DSDV, increasing routing correctness; however, c-DSDV suffers from the congestion of clusterheads since data packets always go through clusterheads of the clusters on the routing path. To improve this problem, we propose an adaptive routing scheme that judges if detouring clusterhead is possible on the fly while packets are forwarded. As a result, a routing path length is shortened and an end-to-end delay is improved by the reduced queue length. It shows that the end-to-end delay is reduced by almost 40% through simulation.