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무선 센서네트워크 환경에서 에너지를 고려한 노드 적응적 데이터 병합 및 전달 기법
Data Aggregation and Transmission Mechanism for Energy Adaptive Node in Wireless Sensor Networks 원문보기

한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, v.36 no.11A, 2011년, pp.903 - 911  

조영복 (충북대학교 전자계산학과 네트워크 보안연구실) ,  유미경 (충북대학교 전자계산학과 네트워크 보안연구실) ,  이상호 (충북대학교 소프트웨어학과)

초록
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이 논문에서는 무선 센서네트워크의 한정된 에너지 사용의 문제점을 해결하기 위해 노드 적응적 데이터 병합 및 전달 기법을 제안한다. 기존 무선 센서네트워크 환경에서 에너지 효율을 위해 사용되었던 계층적 구조 방식의 LEACH나 TEEN 방식을 기반으로 제안된 방법은 모든 라운드에서 전송 데이터가 있는 멤버노드(Member Node:MN)이나 전송 데이터가 없는 MN 모두에게 프레임을 할당하여 전송데이터가 없는 MN도 활성상태 모드(Active Mode)로 에너지를 소비한다. 또한 수집 데이터가 있다해도 이전 전송 데이터와 동일한 경우에도 데이터를 전송함으로 MN의 에너지 소비를 가중시킨다. 대부분의 계층적 방식은 LEACH를 기반으로 제안되었다. 따라서 이 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 센싱 데이터가 있는 MN에게만 프레임을 할당한다. 또한 센싱 데이터가 있는 MN 중 이전 전송 데이터와 통일한 데이터를 센싱한 MN는 휴지상태 모드(Sleep Mode)로 전환하여 중복 데이터 전송을 피해 클러스터헤드(Cluster Head:CH)의 데이터전송 에너지를 감소하고 CH에서 데이터 병합 에너지를 감소하여 네트워크 전체 에너지 효율성을 제공한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we proposed an energy adaptive data aggregation and transmission mechanism to solve the problem of energy limitation in wireless sensor networks (WSNs). Hierarchical structure methods are wildly used in WSNs to improve the energy efficiency. LEACH and TEEN protocols are the typical tec...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 또한 ST값은 수집한 데이터가 일단 HT 값보다 큰 경우에 대해 데이터의 미세한 변화도 고려할 수 있도록 설정된 값이다 그러나 TEEN은 다음과같은 문제점을 갖는다. TEEN프로토콜은 임계값을 이용하여 이전에 수집된 데이터와 동일한 데이터인 경우 상위 노드로 데이터를 전송하지 않도록 제안하였다. 즉, 수집한 데이터가 임계값은 넘지 못하면 CH와통신을 하지 않게 구현되었다.
  • 참고문헌 [21]에서 제안된 CCH 기반의 클러스터링은 매 라운드마다 수행되던 클러스터링을 초기 라운드에서 한 번에 수행하고 각 CH를 기반으로 주변노드에 CCH 노드를 선정함으로 클러스터링을 위해 소비되는 노드의 에너지를 효율적으로 사용한다 그러나 네트워크가 생성되어 종료될 때가지 클러스터링을 초기 라운드에서 한번만 수행하는 것은 전체 네트워크의 효율성 측면에서 문제가 될 수 있다. 따라서 제안한 기법에서는 참고문헌 [21]동일하나 매 라운드마다 클러스터 임계 값을 비교하여 클러스터의 지속 여부를 결정한다. 그림 2는 제안한 방식의 클러스터링을 위한 프로토콜 동작을 도식화 한 것이다.
  • 따라서 제안한 방법에서는 MN에서 수집한 데이터를 이전 수집한 데이터와 동일한 경우 전송하지 않고 이전 데이터와 다른 데이터가 수집된 경우에 데이터를 CH 로 전송한다. 이때 MN은 CH까지 단일 홉 통신으로 데이터 전송에 따른 트래픽을 감소시킨다.
  • 이 논문에서 제안한 기법은 초기 MN에서 수집한 데이터(MNtah)는 MN에 저장 후 CH로 전송한다. 다시 MN의 데이터 수집을 통해 수집한 데이터(MNNext) 가 이전에 전송한 데이터와 동일한지 비교하고 만약 동일한 값을 수집하였다면 MN는 휴지상태 모匚로 전환하여 불필요한 에너지 소비를 방지한다.
  • 제안한 기법의 성능을 분석하기 위해 시뮬레이션을 이용한 실험을 수행하였다. 표 1은 실험 환경과 매개변수를 보여주고 있다.
  • 제안한 방식에서는 에너지 소비를 측정하기 위하여 MN와 CH에서 소비되는 에너지(Emn)를 고려한다. 이때 CH에서는 MN에서 데이터를 수신하는 경우와 BS 로 데이터를 전송하는 경우의 소비 에너지를 고려해야 한다.

대상 데이터

  • 표 1은 실험 환경과 매개변수를 보여주고 있다. 네트워크 시뮬레이터로는 NS-2를 이용하여 실험하였다.
  • BS는 초기 이가 선정되면 효율적인 데이터 전달을 위한 어그리게이션 트리(Aggregation Tree)를 생성하여 라우팅 정보로 사용한다. 라우팅 트리 생성에서 루트 노드는 BS와 1홉 거리의 노드 중 클러스터를 구성하는 MN의 밀집도와 BS와의 거리를 고려하여 루트노드를 선정한다. 그림 6은 안정 상태에서 CH와 MN의 데이터 전달과정을 나타낸 것이다.
  • sensing 객체는 수집한 데이터를 v에 전달하고 tdma FarmNo을 통해 수집한 데이터를 저장한다. 이렇게 저장된 데이터는 sendToChisterHeader객체를 통해 클러스터 헤더는 데이터를 수집한다.

데이터처리

  • 제안한 기법의 성능을 분석하고 결과를 기존논문과 성능 비교를 수행한다.
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참고문헌 (21)

  1. W. Heinzelman, J. Kulik, and H. Balakrishnan, "Adaptive Protocols for Information Dissemination in Wireless Sensor Networks", Proc. 5thACM/IEEE Mobicom, Seattle, WA. pp.174-85, Aug. 1999. 

  2. C. Intanagonwiwat, R. Govindan, and D. Estrin, "Directed Diffusion: a Scalable and Robust Communication Paradigm for Sensor Networks", Proc. ACM Mobi-Com 2000, Boston, MA, pp.56-67, 2000. 

  3. A. John, R. Peter, "Electric Communication Development", Communications of the ACM, 40, pp. 71-79, May 1997. 

  4. W.Heinzelman, A. Chandrakasan and H. Balakrishnan, "Energy-Efficient Communication Protocol for Wireless Microsensor Networks", Proc. 33rd Hawaii Int'l. Conf. Sys. SCI., Jan. 2000. 

  5. Yu, D. Estrin, and R. Govindan, "Geographical and Energy-Aware Routing:A Recursive Data Dissemination Protocol for Wireless Sensor Networks", UCLA Comp. Sci. Dept. tech. rep., UCLA-CSD TR-010023, May 2001. 

  6. Seema Bandyopadhyay and Edward J. Coyle, "An Energy Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for Wireless Sensor Networks", INFOCOM2003 

  7. S. Lindsey and C. Raghavendra, "PEGASIS: Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems", IEEE Aerospace Conf. Proc., vol. 3, 9-16, pp. 1125-30, 2002. 

  8. A. Manjeshwar and D. P. Agarwal, "TEEN: a Routing Protocol for Enhanced Efficiency in Wireless Sensor Networks", Parallel and Distributed Processing Symposium, April, 2001 

  9. S. Lindsey and C. Raghavendra, "PEGASIS: Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems", IEEE Aerospace Conf. Proc., vol. 3, 9-16, pp. 1125-30, 2002. 

  10. Jamal N. Al-Karaki, Ahmed E. Kamal, " Routing Techniques In Wireless Sensor Networks: A Survey", IEEE Wireless Communications, December 2004 

  11. W. Ke, P. Basu, S. Abu Ayyash, and T.D.C. Little, "Attribute Based Hierarchical Clustering in Wireless Sensor Networks", MCL Technical Report No. 03-24-2003 

  12. Dali Wei, Kaplan, S., Chan, H.A., "An Energy Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for Wireless Sensor Networks". Communications Workshops, 2008. ICC Workshops '08. IEEE International Conference on, pp. 236-240, May, 2008 

  13. Takehiro Furuta, Mihiro Sasaki, Fumio Ishizaki, "A New Energy-Efficient Clustering Algorithm for Wireless", NANZAN-TR-2006-04 

  14. Sajid Hussain, Abdul Wasey Matin, Obidul Islam, "Genetic Algorithm for Hierarchical Wireless Sensor Networks", Journal Of Networks, Vol. 2, NO. 5, Sep. 2007 

  15. Sang-Hoon Lee and Jung-Bong Suk, "무선센서 네트워크를 위한 LEACH 프로토콜의 에너지 효율 방안", Journal of Korea information and Communication Society, Vol.33, No.2. pp. 76-81, Feb 2008. 

  16. Guan Xin, WuHuaYang, Bi DeGang, "EEHCA:An Energy-Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for Wireless Sensor Networks", Information Technology Journal 7(2), pp.245-252, ISSN 1812-5638, 2008. 

  17. Kavitha.C, Dr.K.V.Viswanatha, "A Hybrid Reliable Routing Technique (HRR) for Wireless Sensor Network", IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, Vol.9 No.3, Mar. 2009. 

  18. Dae-Young Kim, Jin-sung Cho and Byeong-so Jeong, "Practical Data Transmission in Cluster-Based Sensor Networks", KSII Transaction on internet and Information System Vol.4. No3, June, 2010. 

  19. 추영열, 최한조, 권장우, "LEACH 프로토콜 기반 망 수명 개선 알고리즘", 한국통신학회 논문지, Vol .35, No.8.PP 810-819, Aug 2010. 

  20. Jiehui Chen, Mariam B.Salim and Mitsuji Matsumoto, In Japan , "A Single Mobile Target Tracking in Voronoi-based Clustered Wireless Sensor Network", KIPS Joumal of Information Processing Systems, Vol.7,No1,pp17-28.Mar 2011. 

  21. 조영복, 김광득, 유미경, 이상호, "클러스터헤더 후보노드를 이용한 에너지 효율적인 클러스터링 방법", 한국컴퓨터정보학회 논문지, Vol, 16, No3.PP 121-129, Mar.2011 

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