• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제17권8호
• /
• pp.2140-2156
• /
• 2023

The Wireless Sensor Network (WSN), is constructed out of teeny-tiny sensor nodes that are very low-cost, have a low impact on the environment in terms of the amount of power they consume, and are able to successfully transmit data to the base station. The primary challenges that are presented by WSN are those that are posed by the distance between nodes, the amount of energy that is consumed, and the delay in time. The sensor node's source of power supply is a battery, and this particular battery is not capable of being recharged. In this scenario, the amount of energy that is consumed rises in direct proportion to the distance that separates the nodes. Here, we present a Hybrid Firefly Glow-Worm Swarm Optimization (HF-GSO) guided routing strategy for preserving WSNs' low power footprint. An efficient fitness function based on firefly optimization is used to select the Cluster Head (CH) in this procedure. It aids in minimising power consumption and the occurrence of dead sensor nodes. After a cluster head (CH) has been chosen, the Glow-Worm Swarm Optimization (GSO) algorithm is used to figure out the best path for sending data to the sink node. Power consumption, throughput, packet delivery ratio, and network lifetime are just some of the metrics measured and compared between the proposed method and methods that are conceptually similar to those already in use. Simulation results showed that the proposed method significantly reduced energy consumption compared to the state-of-the-art methods, while simultaneously increasing the number of functioning sensor nodes by 2.4%. Proposed method produces superior outcomes compared to alternative optimization-based methods.

• 중소기업융합학회논문지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 2014

이 논문에서는 노드 당 소비 전력의 균형을 달성하기 위해 네트워크 수명의 최적 경로 탐색 과정을 달성하기 위한 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 각 중간 노드가 전력 레벨 및 자식 노드의 분기 수를 유지하고 노드에 가장 가까운 이웃 노드로 데이터를 전송한다. 제안 프로토콜은 클러스터내에 존재하는 싱크의 수명을 연장시키기 위해서 각 노드의 에너지 소비를 최소화 한다. 또한, 제안 프로토콜은 노드의 잔류 에너지와 기지국과의 거리를 기준으로 인접한 중계 노드를 선택한다. 실험 결과, 제안 프로토콜은 기존 프로토콜에 비해 네트워크 내 잔존하는 노드들의 수명을 7.5 % 의 높였다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.736-741
• /
• 2005

다단계 호핑(multi-hop) 무선 센서네트워크의 라우팅 경로를 설정하는데 있어서 데이터 전송의 요구가 있는 경우에만 경로를 만드는 Demand-Driven 방식의 대표적인 방법이 DSR(Dynamic Source Routing)인데 라우트 레코드를 패킷에 실어 보내기 때문에 이 또한 센서노드들의 수가 많아질수록 패킷이 무거워질 수밖에 없다. 본 논문에서는 DSR 프로토콜을 기반하면서도 라우팅 테이블을 적절히 이용하여 노드 수 증가에 대해 고정된 패킷크기를 가지도록 하였으며 라우팅 비용함수를 적용하여 각 센서노드들의 전원 소모량, 이동성(Mobility), 네트워크 내에서의 Traffic, 거리(Hop) 등을 복합적으로 고려한 안정적이고 신뢰성 있는 최적의 라우팅 설정알고리즘을 제안한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.17-22
• /
• 2015

In recent years, wireless sensor networks have become an important part of data communications. Sensors provide information about the required measurements or control states over wireless networks. The energy efficient routing protocol of wireless sensor networks is the key issue for network lifetimes. The routing protocol must ensure that connectivity in a network is remained for a long period of time and the energy status of the sensor in the entire network must be in the same level in order not to leave the network with a wide difference in the energy consumptions of the sensors. In this paper we propose a new routing protocol based on AODV protocol that considers the energy efficiency when the protocol determines the routing paths, which is called AODV-EE. The proposed method prevents an imbalance of power consumption in sensors of wireless networks. From the simulation results it is shown that the proposed algorithm can be effectively used in collecting and monitoring data without concerning about the disconnection of the networks.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제45권6호
• /
• pp.106-113
• /
• 2008

본 논문에서는 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 엔트로피기반 협력도움 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 라우팅 프로토콜의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 노드들의 이동성 관점에서 안정된 경로의 설정을 위해서 엔트로피 기반의 라우팅 경로 설정 방법을 제안 사용한다. 둘째, 향상된 SNR을 가지고 데이터 전달 효율을 효과적으로 증가시키기 위해서 협력도움 데이터 전송 방법을 사용한다. 셋째, 기존의 연구가 주로 고정된 센서 노드들로 구성된 센서필드에서 이루어진 반면에, 본 논문에서는 센서필드에서 고정된 센서 노드들 뿐만 아니라 이동 노드들도 함께 고려한 모바일 Ad-hoc 무선 센서 네트워크(MAWSN) 관점에서 연구가 진행된다. 제안된 라우팅 프로토콜의 성능평가는 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어진다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제32권2호
• /
• pp.215-219
• /
• 2005

Ad-hoc 네트워크 내의 무선 이동 노드들은 일반적으로 전원 용량이 충분하지 않기 때문에 통신 중의 전원관리가 매우 중요하다. 이러한 전력 소모를 고려한 프로토콜로 MTPR, MBCR, MMBCR, CMMBCR 등이 제안되어 있으나, 전송 중 중간노드가 방전되어 링크가 단절되는 현상은 고려하지 못하고 있다. 따라서 경로의 연속성을 보장하기에는 미흡하다. 본 논문에서는 경로의 연속성을 증대하기 위한 세 가지 방안을 제안한다. 신호 세기가 임계치 이하인 경우 사전에 대체 경로를 설정하여 링크 단절에 대비한다. 전원용량이 임계치 이하로 떨어지는 경우에도 이를 미리 알려 대체 경로를 설정한다. 또한 멀티채널상의 중간 노드는 잔여 용량과 신규 링크 설정 요청에 필요한 전력을 비교하여 선택적으로 허락함으로써 중간 노드의 수명을 연장시키는 방안을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 방안이 경로 연속성을 강화시키며, 신뢰적인 연결 관리에 의하여 지연 시간을 줄이는 성능 향상을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제10권3호
• /
• pp.1034-1051
• /
• 2016

Mobility models are invaluable for determining the performance of routing protocols in opportunistic networks. The movement of nodes has a significant influence on the topological structure and data transmission in networks. In this paper, we propose a new mobility model called the campus-based community mobility model (CBCNM) that closely reflects the daily life pattern of students on a real campus. Consequent on a discovery that the pause time of nodes in their community follows a power law distribution, instead of a classical exponential distribution, we abstract the semi-Markov model from the movement of the campus nodes and analyze its rationality. Then, using the semi-Markov algorithm to switch the movement of the nodes between communities, we infer the steady-state probability of node distribution at random time points. We verified the proposed CBCNM via numerical simulations and compared all the parameters with real data in several aspects, including the nodes' contact and inter-contact times. The results obtained indicate that the CBCNM is highly adaptive to an actual campus scenario. Further, the model is shown to have better data transmission network performance than conventional models under various routing strategies.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제33권1호
• /
• pp.76-90
• /
• 2006

센서 네트워크는 어떤 현상을 감지하기 위해서 관찰 지역 내에 뿌려진 센서 노드들로 구성된다. 각 센서 노드들의 수명은 전체 센서 네트워크의 수명에 큰 영향을 미친다. 하나의 센서 노드가 배터리수명을 다하여 죽게 되었을 때 이는 센서 네트워크의 분할을 가져 올 수도 있다. 각 센서 노드들의 수명은 각 노드들의 배터리 용량에 달려있다. 그러므로 네트워크에 있는 모든 센서 노드들이 공평하게 오래 사는 것이 전체 네트워크의 수명을 길게 하는 것이다. 이 논문에서 우리는 클러스터 기반의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 여러 개의 유동성 싱크가 존재하는 센서 네트워크에서 효율적인 데이타 전송을 지원한다. 기존의 제안된 Directed Diffusion과 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜(TTDD)은 다수의 유동성 싱크와 다수의 소스가 존재하는 네트워크를 지원하기 위해서 많은 컨트롤 패킷들을 네트워크에 플러딩해야 한다. 이는 센서노드들의 많은 배터리 소모를 야기 시킨다. 이에 본 논문에서는 센서 노드가 자신의 위치를 알뿐만 아니라 변경하지 않는다는 사실을 이용하여 하나의 영구적인 그리드 구조를 만들어 네트워크에 플러딩 되는 컨트롤 패킷의 수를 줄인다. 이는 센서 노드들의 배터리 소모를 줄이고 전체 네트워크의 수명을 연장시킨다. 제안한 라우팅 프로토콜의 성능평가를 위해서 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜과 비교 분석하였다. 결과는 제안한 라우팅 프로토콜이 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜 비해서 더 에너지 효율적이라는 결과를 보여준다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제4권4호
• /
• pp.351-362
• /
• 2002

In this paper, we introduce a new approach to the minimum energy routing (MER) for next generation (NG) multihop wireless networks. We remove the widely used assumption of deterministic, distance-based channel model is removed, and analyze the potentials of MER within the context of the realistic channel model, accounting for shadowing and fading. Rather than adopting the conventional unrealistic assumption of perfect power control in a distributed multihop environment, we propose to exploit inherent spatial diversity of mobile terminals (MT) in NG multihop networks and to combat fading using transmit diversity. We propose the cooperation among MTs, whereby couples of MTs cooperate with each other in order to transmit the signal using two MTs as two transmit antennas. We provide the analytical framework for the performance analysis of this scheme in terms of the feasibility and achievable transmit power reduction. Our simulation result indicate that significant gains can be achieved in terms of the reduction of total transmit power and extension of network lifetime. These gains are in the range of 20-100% for the total transmit power, and 25-90% for the network lifetime, depending on the desired error probability. We show that our analytical results provide excellent match with our simulation results. The messaging load generated by our scheme is moderate, and can be further optimized. Our approach opens the way to a new family of channel-aware routing schemes for multihopNG wireless networks in fading channels. It is particularly suitable for delivering multicast/ geocast services in these networks.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제16권5호
• /
• pp.1113-1128
• /
• 2020

Ad hoc networks play an important role in mobile communications, and the performance of nodes has a significant impact on the choice of communication links. To ensure efficient and secure data forwarding and delivery, an intelligent routing protocol (IAODV) based on learning method is constructed. Five attributes of node energy, rate, credit value, computing power and transmission distance are taken as the basis of segmentation. By learning the selected samples and calculating the information gain of each attribute, the decision tree of routing node is constructed, and the rules of routing node selection are determined. IAODV algorithm realizes the adaptive evaluation and classification of network nodes, so as to determine the optimal transmission path from the source node to the destination node. The simulation results verify the feasibility, effectiveness and security of IAODV.