A Dynamic Pre-Cluster Head Algorithm for Topology Management in Wireless Sensor Networks

무선 센서네트워크에서 동적 예비 클러스터 헤드를 이용한 효율적인 토폴로지 관리 방안에 관한 연구

  • 김재현 (연세대학교 전기전자공학과 유비쿼터스 네트워크 연구실) ;
  • 이재용 (연세대학교 전기전자공학과 유비쿼터스 네트워크 연구실) ;
  • 김석규 (안동대학교 전자정보산업학부 정보통신) ;
  • 도윤미 (한국전자통신연구원 USN시스템 연구팀) ;
  • 박노성 (한국전자통신연구원 USN시스템 연구팀)
  • Published : 2006.06.01

Abstract

As the topology frequently varies, more cluster reconstructing is needed and also management overheads increase in the wireless ad hoc/sensor networks. In this paper, we propose a multi-hop clustering algorithm for wireless sensor network topology management using dynamic pre-clusterhead scheme to solve cluster reconstruction and load balancing problems. The proposed scheme uses weight map that is composed with power level and mobility, to choose pre-clusterhead and construct multi-hop cluster. A clusterhead has a weight map and threshold to hand over functions of clusterhead to pre-clusterhead. As a result of simulation, our algorithm can reduce overheads and provide more load balancing well. Moreover, our scheme can maintain the proper number of clusters and cluster members regardless of topology changes.

무선 애드 혹/센서 네트워크에서 제안된 일반적인 클러스터링 기반의 계층적 토폴로지 관리 기법들은 빈번한 토폴로지 변화에 따라 자주 클러스터링을 재구성하게 되고 네트워크 관리에 필요한 오버헤드가 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 재클러스터링 문제와 부하 분산을 위하여 동적 예비 클러스터 헤드 기법을 사용하는 멀티 흡클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 기법은 이동성과 전원 레벨로 구성된 가중치 맵을 사용하여 예비 클러스터 헤드를 선출하고 멀티 홉 클러스터를 구성한다. 클러스터 헤드는 이러한 가중치 맵과 임계값을 사용하여 헤드의 역할을 예비 클러스터 헤드에게 넘겨주게 된다. 실험결과, 제안하는 알고리즘이 네트워크의 오버헤드를 줄이고 부하 분산을 제공하며, 토폴로지 변화에 무관하게 적절한 클러스터와 멤버를 관리할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

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