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무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 데이터 전송을 위한 스케줄링/ MAC 통합 프로토콜
A Joint Wakeup Scheduling and MAC Protocol for Energy Efficient Data Forwarding in Wireless Sensor Networks 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스, v.33 no.4B, 2008년, pp.207 - 214  

조재규 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 멀티미디어) ,  권태경 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 멀티미디어) ,  최양희 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 멀티미디어)

초록
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미래 인터넷 환경에서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 광범위한 응용에 적용될 중요한 기술이다. 그러나 센서 네트워크는 기존의 네트워크와는 달리 소형이고 제한된 배터리 에너지로 운용되어야 하기 때문에 센서 네트워크가 설치된 지역에서 오랜 시간동안 많은 정보를 얻기 위해서는 에너지 효율적인 프로토콜 개발이 필수적이다. 또 센서 네트워크는 무선 멀티 홉 (multi hop) 통신을 통해 정보가 전달되기 때문에 전송 지연이 발생한다. 이런 전송 지연은 센싱된 정보가 적시에 전달되어 적절한 조치가 이루어지는 것을 어렵게 하기 때문에 센서 네트워크의 프로토콜을 설계할 때 전송 지연이 발생하지 않도록 해야 한다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 일정 시간의 전송지연을 유지하면서 각 노드의 에너지의 소비를 최소화하는 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 wakeup 스케줄링과 MAC 프로토콜을 통합하여 동작하며, 데이터를 전달하는 동안 네트워크 전체의 에너지 소모를 균등하게 해 준다. 제안된 프로토콜은 모의실험을 통해서 기존의 프로토콜과 비교하여 성능을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Under future internet environment, wireless sensor networks will be used in a wide range of applications. A major problem for designing sensor protocol is developing the most energy efficient technique to monitor an area of interest for a long time since sensors have some constraints such as small a...

주제어

#Wireless sensor network   #Wakeup/sleep scheduling   #Data forwarding protocol  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 작은 전송지연을 유지하면서 에너지 소모를 최소화할 수 있는 wakeup/sleep 스케줄링과 MAC 프로토콜을 통합한 데이터 전송 프로토콜을 제안하고 있다. 제안된 프로토콜은 미리 정해진 wakeup/sleep 스케줄링에 의해서 데이터가 소스 노드로부터 싱크까지 순차적으로 전달되기 때문에 적은 전송지연을 유지한다.

가설 설정

  • 네트워크 내의 시간 동기화는 이루어진 것으로 가정한다. 채널 페이딩(channel fading) 에 의한 에러는 없다고 가정하며, 단지 충돌에 의한 전송에러만을 고려한다.
  • 채널 페이딩(channel fading) 에 의한 에러는 없다고 가정하며, 단지 충돌에 의한 전송에러만을 고려한다. 모든 무선 링크는 양방향으로 통신이 가능하며, 모든 센서 노드는 동일한 통신 장비를 소유하고 있고 동일한 전송거리를 가지는 것으로 가정한다.
  • 채널 페이딩(channel fading) 에 의한 에러는 없다고 가정하며, 단지 충돌에 의한 전송에러만을 고려한다. 모든 무선 링크는 양방향으로 통신이 가능하며, 모든 센서 노드는 동일한 통신 장비를 소유하고 있고 동일한 전송거리를 가지는 것으로 가정한다.
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참고문헌 (12)

  1. M. Heissenbuttel, T. Braun, M, Walchli and T. Bernoulli, 'Optimized Stateless Broadcasting in Wireless Multi-hop Networks,' In proc. Infocom 2006, Apr. 2006 

  2. S. Cui, R. Madan, A. Goldsmith and S. Lall, 'Cross-layer Energy Minimization in TDMA-based Sensor Networks,' In proc. 42th-Allerton Conference on Communication, Control, and Computing, Sep. 2004 

  3. Y. Ghiassi-Farrokhfal, M. R. Pakravan, 'Cross-layer Flooding for Sensor Networks without Location Information,' In proc. The 2nd IEEE International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor Systems, Nov. 2005 

  4. B. Tavli and W. Heinzelman, 'PN-TRACE: Plain Network Wide Broadcasting Through Time Reservation Using Adaptive Control For Energy Efficency,' In proc. The IEEE Military Communications Conference, Oct. 2004 

  5. T.V. Dam and K. Langendoen, 'An Adaptive Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks', In proc. The First ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (Sensys'03), Nov. 2003 

  6. Z. Chen and A. Khokhar, 'Self Organization and Energy Efficient TDMA MAC Protocol by Wake Up For Wireless Sensor Networks,' In proc. IEEE SECON 2004, Oct. 2004 

  7. S. Kulkarni, A. Iyer and C. Rosenberg, 'An Address-light, Integrated MAC and Routing Protocol for Wireless Sensor Networks,' In IEEE/ACM Transactions on Networking, Aug. 2006 

  8. W. Ye, J. Heidemann and D. Estrin, 'An Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks,' In proc. INFOCOM 2002, New York, Jun. 2002 

  9. K. Balachandran, J. H. Kang and W. Lau, 'Adaptive Sleeping and Awakening Protocol (ASAP) for Energy Efficient Adhoc Sensor Networks,' In proc. ICC 2005, May. 2005 

  10. M. L. Sichitiu, 'Cross-Layer Scheduling for Power Efficiency in Wireless Sensor Networks,' In proc. Infocom 2004, Mar. 2004 

  11. G. Lu, B. Krishnamachari and C. Raghavendra, 'An Adaptive Energy-Efficient and Low-Latency MAC for Data Gathering in Wireless Sensor Networks,' In proc. IPDPS 2004, Santa Fe, Apr. 2004 

  12. http://www.isi.edu/nsnam/ns/ 

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