A Routing Protocol for Assuring Scalability and Energy Efficiency of Wireless Sensor Network

WSN의 확장성과 에너지 효율성을 보장하는 라우팅 프로토콜

While the wireless sensor network has a strong point which does not have effect on whole activities of network even though neighboring sensor nods fail activities of some sensor nod or make some functions disappear by the characteristic of similar information detection, it has problems which is slowing down of wireless medium, transfer character with severe error, limited power supply, the impossibility of change by optional arrangement of sensor nods etc. This paper proposes PRML techniques which performs the fittest course searching process to reduce power consumption of entire nods while guarantees the scalability of network organizing sensor nods hierarchically. The proposed technique can scatter the load of cluster head by considering the connectivity with surplus energy of nod and reduce the frequency of communication among the nods. As a result of the analysis in comparison with LEACH-C and HEED technique, PRML technique get efficiency of average 6.4% in energy consuming respect of cluster head, efficiency of average 8% in entire energy consuming respect, and more efficiency of average 7.5% in other energy consuming distribution of network scalability than LEACH-C and HEED technique.

무선 센서 네트워크에서는 근접한 센서 노드들이 유사한 정보를 감지하는 특성에 의해 임의의 센서 노드의 동작이 실패하거나 기능이 소멸되는 경우에도 네트워크의 전체적인 동작에는 영향을 미치지 않는 장점이 있지만 무선매체의 저속, 오류가 심한 전송특성 및 제한된 전원 공급, 센서 노드의 임의 배치로 인한 교체 불가능 등의 문제점을 가진다. 이 논문에서는 계층적으로 센서 로드를 구성하고 있는 네트워크의 확장성을 보장하면서 전체 노드들의 파워 소비를 줄일 수 있도록 최적 경로 검색 프로세스를 수행하는 PRML 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 기법에서는 노드의 잉여 에너지와 연결도를 고려함으로써 클러스터 헤드의 부하 분산이 가능해 졌으며, 노드 간 통신 횟수를 줄일 수 있었다. LEACH-C, HEED기법들과 비교 분석 결과, PRML라우팅 프로토콜은 전체 에너지 소비 측면에서 평균 8%, 클러스터 헤드의 에너지 소비 측면에서 평균 6.4%의 효율성을 얻었고, 네트워크 확장성에 다른 에너지 소비 분포는 LEACH-C, HEED 기법보다 7.5%의 효율성을 얻을 수 있었다.