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유비쿼터스 센서 네트워크 환경 하에서 효율적인 에너지 절약형 프로토콜에 관한 연구
A Study on Efficient Energy Saving Protocol in Ubiquitous Sensor Network 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.18 no.10, 2013년, pp.121 - 128  

오기욱 (가천대학교 글로벌교양학부) ,  박미옥 (성결대학교 컴퓨터학과)

초록
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기존의 센서 네트워크 연구들은 센서 자체가 가지는 에너지 측면만 강조하였다. 그러나 실제 센서 네트워크를 구성하였을 경우 특정 센서의 많은 활용으로 인해 센서 네트워크의 부분 단절을 초래한다. 이는 결국 센서네트워크가 오랜 시간 효율적으로 운영되지 못하는 단점이 되어 오히려 특정 센서 에너지 효율성이 센서 네트워크의 효율성을 저하시키는 결과를 초래하였다. 센서 네트워크들이 클러스터로 구성되었거나 하나의 큰 네트워크로 구성되어 있는 경우에도 센서의 에너지 효율성을 강조하기 때문에 결국 센서 네트워크의 단절을 회피할 수 없다. 따라서 센서 네트워크를 구성하는 모든 센서들을 고루 사용함으로써 센서 네트워크의 센서들이 단절을 회피하도록 하여 센서 네트워크의 수명을 연장할 수 있도록 한다. 본 논문은 유비쿼터스 환경에서 센서네트워크를 구성하는 프로토콜로 구성된 센서 네트워크의 에너지를 효율적으로 관리하여 센서 네트워크의 단절을 방지함으로써 구성된 센서 네트워크가 오랜 시간 유지되는 프로토콜을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Existing sensor network studies have only emphasized energy aspects that sensors themselves had. But when an actual sensor network is established, biased use of a specific sensor may cause a partial disconnection of the sensor network. It becomes an disadvantage to fail efficient operation of the se...

주제어

#에너지 효율성   #센서 네트워크  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 센서 네트워크의 센서 노드들이 보유한 에너지를 절약하며 사용되는 것이 전체 센서 네트워크의 수명을 연장하며 지속시키는 것으로 이것이 가장 우선적인 목표지만 특정한 라우팅 경로에 의해서 특정한 센서 노드가 보유한 에너지가 모두 소모되어 전체 네트워크의 일부분이 단절되면 전체네트워크의 수명이 단축되거나 사용할 수 없는 상황이 발생한다. 따라서 센서 노드들이 보유한 에너지를 절약하며 스스로 전체 센서 네트워크의 수명을 연장하는 프로토콜 개발을 목표로 한다. 즉, 본 논문에서는 일반적인 방식과 클러스터링 방식 모두에 적용할 수 있는 방식으로 센서 노드가 가진 에너지를 효율적으로 사용하며 센서 네트워크에서 단절을 회피할 수 있는 프로토콜과 위치기반 좌표 셀을 이용하여 센서 노드들 중 보다 많은 에너지를 가지는 센서 노드를 이용하여 센서 네트워크의 수명을 늘리는 방법을 제안한다.
  • 구성된 전체 센서네트워크에서 계속적인 센서노드의 사용은 주사용 센서노드의 빠른 에너지 소모를 유도하고 이는 전체 센서네트워크의 부분적 또는 전체적인 단절을 초래한다. 따라서 이러한 단점을 회피하고 전체 센서노드들의 활용을 위해 본 논문은 기존의 센서네트워크에서 사용되는 센서노드들의 에너지 효율성을 강화하여 에너지를 절약할 수 있는 프로토콜을 제안하였다.
  • DSDV 라우팅은 벡터 테이블을 이용한 라우팅 기법으로 벨맨-포드 알고리즘을 이용하였다. 이 알고리즘의 주요 목적은 라우팅 루프 문제를 해결하는 것으로 라우팅 테이블의 각 항목에 시퀀스 번호를 넣어 기존의 라우팅의 경로와 새로운 라우팅 경로를 구별하여 루프문제를 해결하였다. 그러나 노드 간의 에너지 보유량을 고려하지 않고 최적의 경로설정을 하기 때문에 에너지 보유량이 작은 노드가 포함될 수 있는 단점을 가지고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
센서 네트워크는 어떠한 특성을 가지고 있는가? 센서 네트워크는 애드 혹의 특성을 이용하는 VAN(Vehicle Ad-Hoc Network)과 같이 이동패턴을 이용하여 센서들의 데이터를 수집, 처리하는 형태의 무선센서 네트워크가 아닌 센서 스스로의 이동성이 거의 없고 노드의 크기도 극히 소형인 특성을 가지고 있다. 무선 센서 네트워크는 범용적인 목적이 아닌 특수한 목적을 갖고 있기 때문에 사용되는 하드웨어에도 제한된 연산능력과 메모리를 가지고 있으며 감지된 데이터를 싱크노드로 전달하는데 기존에 제안된 라우팅 프로토콜 이용하는 것이 효과적이지 못하다.
유비쿼터스 환경은 무엇을 기본정책으로 하는가? 유비쿼터스 환경은 언제 어디서나 사용자가 원하는 정보를 손쉽게 접근하고 모든 정보 사용자들이 정보 이용에 있어 불평등하지 않게 함을 기본 정책으로 한다. 이러한 유비쿼터스 환경의 기본적인 구성에 있어 센서는 중요한 요소이다.
무선센서 노드는 무슨 기능만 수행하는가? 센서 노드들은 센싱 기능만 수행하는 부분으로 라우팅 기능이 없는 부분과 센싱 기능과 라우팅기능을 함께 수행하는 부분으로 구분할 수 있다.[3] 즉, 센서 노드들이 가지고 있는 한정된 에너지를 효과적으로 소비할 수 있도록 센서 노드의 데이터 감지와 감지된 데이터를 처리하는 부분 그리고 다른 센서 노드들에게 데이터를 전송하는 부분에 에너지 소비를 효율적으로 처리 할 수 있도록 효과적인 기술개발이 필요하다.
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참고문헌 (10)

  1. OH Kwon, J Hwang, CM Park, YC Kim, "Energy-Efficient Broadcasting Method based on Forwarding Node Set for Sensor Networks", KSII Transactions on Internet and Information Systems(TIIS), 2004.11, 325-328 

  2. Hlee, Chirps, swyoo, "Energy Efficient Cluster Reconfiguration Algorithm for Mobile Environment",KSII Transactions on Internet and Information Systems(TIIS), Vol6, pp89-92, 2005.6 

  3. Hyung-Seok Kang, Song-Bin Im, Young-Hwan Oh "A Study on ZigBee-Based Routing Algorithm", Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol 17, No. 12, December 2012 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. SH Yi, SR Lee, CK Kim "An Energy-efficient Data Dissemination Protocol in Wireless Sensor Networks", Journal of KIISE : Information Networking, vol.33, no.2, pp.165-174, Apr. 2006. 

  5. JK Seong, WJ Lee, CH Jeon, "An Energy-Efficient Ad-hoc Routing Protocol Based on DSDV", Journal of KIISE : Computer Systems and Theory, vol.33, no.9, pp.677-683, Apr. 2006. 

  6. O. Younis and S. Fahmy, "HEED: A Hybrid, Energy-Efficient, Distributed Clustering Approach for Ad Hoc Sensor Networks", IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 3, no. 4, pp. 660-669, 2004. 

  7. C. E. Perkins and E. M. Royer. Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV) Routing. IETF Internet Draft, draft-ietf-manet-aodv-O&txt, November 1998. 

  8. Joanna Kulik, Wendi Rabiner Heinzelman, Hari Balakrishnan, "Negotiationbased Protocols for Disseminating Information in Wireless Sensor Networks," ACM Wireless Networks, 1999. 

  9. KS Kweon, SH Lee, HS Yun "Cluster-Based Power-Efficient Routing Protocol for Sensor Network", Proc. of the KIISE Spring Conference, vol.31, no.1(A), pp.508-510, 2004. 

  10. J. Heidemann, F. Silva, C. Intanagonwiwat, Building efficient wireless sensor networks with low-level naming, Proceedings of the Symposium on Operating Systems Principles, Banff, Canada, 2001. 

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