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산업 무선 센서 네트워크에서 실시간 모니터링을 위한 신뢰성 향상 기법
A Reliable Protocol for Real-time Monitoring in Industrial Wireless Sensor Networks 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.10 no.5, 2017년, pp.424 - 434  

오승민 (University of California, Los Angeles) ,  정관수 (Department of Cyber Security, Howon University)

초록
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산업 무선 센서 네트워크에서는 많은 응용들이 복합적인 서비스 품질 지원을 요구한다. 본 논문에서는 산업 무선 센서 네트워크에서 실시간 서비스의 신뢰성을 향상시키기 위하여 기회적 실시간 모니터링 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 전송 실패를 복구하기 위해 가장 많이 알려진 재전송 기법들은 실시간 요구사항에 위배되는 추가적 딜레이를 발생시키기 때문에 실시간 데이터 전달에 적절치 않다. 제안 프로토콜은 무선 네트워크의 브로드캐스팅 특성과 시간적 기회 제공 방법을 사용한다. 브로드캐스팅 특성을 통해서 라디오 반경 내 모든 이웃에게 전달하고, 시간적 기회 제공 방법으로 중계 우선순위를 정하여 모든 노드들이 중계 기회를 얻을 수 있게 한다. 제안 방안은 최대한 많은 노드가 라우팅에 참여하여 실시간 데이터 전송 확률을 높인다. 시뮬레이션을 통하여 제안 방안이 실시간 데이터 전송과 신뢰성 측면에서 우월함을 보인다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In industrial wireless sensor networks, many applications require integrated QoS supporting. This paper proposes a reliable protocol for real-time monitoring in industrial wireless sensor networks. Retransmission is well-known to recover the transmission failure, however, this might cause the time d...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다중 경로 라우팅 프로토콜이란 무엇인가? 또 다른 신뢰성을 높이기 위한 방법으로 다중경로 라우팅이 있다 [10][11]. 다중 경로 라우팅 프로토콜은 하나의 패킷을 여러 개의 경로로 동시에 전송하여 목적지에서 수신할 확률을 높이는 방법이다. 이런 데이터 중복으로 인하여 신뢰성 높은 통신이 이루어진다.
기존의 위치 정보 기반의 실시간 데이터 전달 프로토콜에서 나타나는 문제점은 무엇인가? 이 프로토콜은 전달 속도보다 빠르게 처리할 수 있는 노드를 다음 홉 노드로 선정하여 데이터를 전달하였다. 하지만, 이 프로토콜에서는 실시간 데이터 전달에만 집중하였기 때문에 신뢰성이 있는 통신은 고려되지 못하였다. 즉, 많은 데이터가 손실되었다.
기존에 전송 실패를 복귀하기 위해 많이 알려진 재전송 기법들이 실시간 데이터 전달에 적절하지 않은 이유는 무엇 때문인가? 본 논문에서는 산업 무선 센서 네트워크에서 실시간 서비스의 신뢰성을 향상시키기 위하여 기회적 실시간 모니터링 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 전송 실패를 복구하기 위해 가장 많이 알려진 재전송 기법들은 실시간 요구사항에 위배되는 추가적 딜레이를 발생시키기 때문에 실시간 데이터 전달에 적절치 않다. 제안 프로토콜은 무선 네트워크의 브로드캐스팅 특성과 시간적 기회 제공 방법을 사용한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (18)

  1. I. F. Akyildiz et al., "A Survey on Sensor Networks," IEEE Communications, Vol. 40, pp. 102-114, Aug. 2002. 

  2. J. N. Al-Karaki, "Routing Techniques in Wireless Sensor Networks: a Survey," IEEE Wireless Communications, vol.11, no.6, pp.6-28, Dec. 2004. 

  3. T. He, J. A. Stankovic, T. F. Abdelzaher, and C. Lu, "A Spatiotemporal Communication Protocol for Wireless Sensor Networks," IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, Vol. 16, No. 10, pp. 995-1006, Oct. 2005. 

  4. E. Felemban, C. Lee, and E. Ekici, "MMSPEED: Multipath Multi-SPEED Protocol for QoS Guarantee of Reliability and Timeliness in Wireless Sensor Networks," IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol. 5, No. 6, pp. 738-754, Jun. 2006. 

  5. Ozgur B. Akan and Ian F. Akyildiz, "Event-to-Sink Reliable Transport in Wireless Sensor Networks," IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol.13, No.5, Oct.2005, pp.1003-16. 

  6. J. Heo, J. Hong, and Y. Cho, "EARQ: Energy Aware Routing for Real-Time and Reliable Communication in Wireless Industrial Sensor Networks," IEEE Transactions on Industrial Informatics, Vol.5, No.1, Feb.2009, pp.3-11. 

  7. Mario Di Francesco, Giuseppe Anastasi, Marco Conti, Sajal K. Das, and Vincenzo Neri, "Reliability and Energy-Efficiency in IEEE 802.15.4/ZigBee Sensor Networks: An Adaptive and Cross-Layer Approach," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol.29, No.8, Sep.2011, pp.1508-24. 

  8. Y. Sankarasubramaniam, O. B. Akan, and I. F. Akyildiz, "ESRT: Event-to-Sink Reliable Transport in Wireless Sensor Networks," in Proc. ACM Mobihoc '03, Jun., 2003. 

  9. F. Stann and J. Heidemann, "RMST: Reliable Data Transport in Sensor Networks," in Proc. IEEE SNPA '03, May, 2003. 

  10. D. Ganesan, R. Govindan, S. Shenker, and D. Estrin, "High-Resilient, Energy-Efficient Multipath Routing in Wireless Sensor Networks," in Proc. ACM SigMobile '01, 2001. 

  11. A. Srinivas and E. Modiano, "Minimum Energy Disjoint Path Routing in Wireless Ad-hoc Networks," in Proc. ACM Mobicom '03, 2003. 

  12. F. Ye, H. Luo and J. Cheng, "A Two-tier Data Dissemination Model for Large Scale Wireless Sensor Networks," in Proc. the 8th ACM Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, Sep., 2002. 

  13. D. Liu, I. Stojmenovic, and X. Jia, "A Scalable Quorum based Location Service in Ad Hoc and Sensor Networks," in Proc. 3rd IEEE Int. Conf. Mobile Ad-Hoc and Sensor Syst. (MASS '06) , Oct. 2006. 

  14. F. Yu, Y. Choi, S. Park, E. Lee, M.-S. Jin, and S.-H. Kim, "Sink Location Service for Geographic Routing in Wireless Sensor Networks," in Proc. IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2008), Mar. 2008. 

  15. B. Karp and H.T. Kung, "GPSR: Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks," in Proc. of the 6th Annual Int'l Conf. on Mobile Computing and Networking, ACM Press, 2000. 

  16. N. Bulusu, J. Heidemann, and D. Estrin, "GPS-less Low Cost Outdoor Localization for Very Small Devices," IEEE Personal Communications Magazine, vol. 7, no. 5, pp. 28-34, Oct. 2000. 

  17. Scalable Network Technologies, Qualnet, [online] available: http://www.scalable-networks.com. 

  18. J. Hill and D. Culler, "Mica: a Wireless Platform for Deeply Embedded Networks," IEEE Micro, Vol. 22, Iss. 6, pp. 12-24, Nov./Dec. 2002. 

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