A Transmission Algorithm to Improve Energy Efficiency in Cluster based Wireless Sensor Networks

클러스터 기반의 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율을 높이기 위한 전송 알고리즘

Cluster based wireless sensor networks have a characteristic that the cluster heads collect and aggregate data from sensor nodes and send data to sink node. In addition, between the adjacent sensor nodes deployed in the same area is characterized to the similar sensing data. In this paper, we propose a transmission algorithm for improving the energy efficiency using these two features in the cluster-based wireless sensor networks. Adjacent neighboring nodes form a pair and the two nodes sense data on shifts for one round. Additionally, two cluster heads are selected in a cluster and one of them alternately collects data from nodes and transmits data to the sink. This paper describes a transmission rounding method and a transmission frame for increasing energy efficiency and compared with conventional methods. We perform computer simulations to evaluate the performance of the proposed algorithm, and show better performance in terms of energy efficiency as compared with the LEACH algorithm.

클러스터 기반의 무선 센서 네트워크에서는 클러스터 헤드가 센서 노드로부터 데이터를 수집하고 집약하여 싱크 노드로 전송하는 특징을 가진다. 또한 같은 지역 내에 배치된 서로 이웃한 인접 센서 노드 간에는 유사한 데이터를 센싱하는 특성을 가진다. 이러한 두 가지의 특징을 이용하여 본 논문에서는 클러스터 기반의 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율을 높이기 위한 전송 알고리즘을 제안한다. 하나의 인접한 이웃 노드는 쌍을 형성하고 쌍을 형성한 두 노드는 한 라운드 동안 하나씩 교대로 센싱한다. 또한, 하나의 클러스터 내에는 두 개의 클러스터를 설정하고 교대로 노드로부터 데이터를 수집하여 싱크 노드로 데이터를 전송한다. 본 논문에서는 에너지 효율을 높이기 위한 전송 라운딩 방식과 전송 프레임을 기술하고 기존 방식과 비교한다. 제안된 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하고 기존의 클러스터 방식인 LEACH 알고리즘과 비교하여 에너지 효율 관점에서 성능이 우수함을 보인다.