A Feedback-Diffusion Algorithm for Data Compression in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 데이터 압축을 위한 피드백 배포 기법

Data compression techniques are traditional and effective to reduce the network traffic. Generally, sensor data exhibit strong correlation in both space and time. Many algorithms have been proposed to utilize these characteristics. However, each sensor just utilizes neighboring information, since its communication range is restrained. The distribution and characteristics of whole sensor data provide other opportunities to enhance the compression technique. In this paper, we propose an orthogonal approach for compression algorithm. The base station or a super node generates useful information for compression of sensor data and broadcasts it into sensor networks. Every sensor that received the information compresses their sensor data and transmits them to the base station. We define this approach as feedback-diffusion. In order to show the superiority of our approach, we compare it with the existing aggregation algorithms in terms of the lifetime of the sensor network. As a result, our experimental results show that the whole network lifetime was prolonged by about 30%.

네트워크 분야에서 데이터 압축은 네트워크 트래픽을 줄이기 위한 전통적이고, 효과적인 방법 중 하나이다. 센서 네트워크의 데이터는 시 공간적인 연관성을 가지고 있으며, 이러한 특성을 이용한 데이터 압축 기법들이 많이 연구되고 있다. 센서 노드는 통신 범위의 제약을 가지고 있기 때문에 공간적인 특성을 이용한 압축시 데이터의 범위로 제한된 정보를 사용한다. 하지만, 때때로 전역적인 데이터 분포와 특성은 데이터 압축 기법의 효율을 증가시킬 수 있는 기회를 제공하기도 한다. 본 논문에서는 이러한 기회를 활용하기 위한 새로운 접근의 데이터 압축기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기지국 혹은 슈퍼 노드에 의해 수집된 데이터를 통해 압축을 위한 정보, 즉, 피드백 정보를 생성하고 배포함으로써 네트워크 전체의 데이터 압축을 용이하게 한다. 본 논문의 우수성을 보이기 위해서 시뮬레이션을 통해 성능 평가를 수행하였으며 그 결과 네트워크의 수명이 약 30% 증가하였다.