An Improved Time Synchronization Algorithm in Sensor Networks

Sensor Network에서의 개선된 망동기화 알고리즘

  • Jang, Woo-Hyuk (Department of Information and Communications Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kwon, Young-Mi (Department of Information and Communications Engineering, Chungnam National University)
  • 장우혁 (충남대학교 정보통신공학과) ;
  • 권영미 (충남대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2008.09.25

Abstract

Time synchronization of nodes in sensor network synchronizes sensor nodes to one time clock. This is very essential in sensor networks so that the information collected and reported from the sensor nodes becomes meaningful. If sensor nodes are not synchronized, disaster report with time information can be wrong analyzed and this may lead to big calamity. With the limitation of battery and computing power, time synchronization algorithm imported in sensor nodes has to be as simple as it doesn't need big complexity, nor generates many synchronization messages. To reduce the synchronization error, hop count should be kept small between reference node to initiate synchronization and sensor nodes to be synchronized. Therefore, multiple reference nodes are used instead of single reference node. The use of multiple reference nodes introduce the requirement of synchronization among reference nodes in the network. Several algorithms have been proposed till now, but the synchronization among reference nodes are not well considered. This paper proposes improved time synchronization for sensor networks by synchronizing multiple reference nodes inside the network. Through simulation, we validated the effects of new algorithm.

Sensor network에서의 망동기화는 센서 노드들을 하나의 시각에 동기화시킴으로써, 센서 노들들이 수집해서 보내는 센서 정보들이 의미있는 정보들이 되도록 돕는 망의 기본적인 요소이다. 센서 노드들이 망동기화 되어 있지 않으면, 센서 노드돌이 보내오는 시각정보와 재난 감지 이벤트를 잘못 해석하여, 방향을 오판할 수 있고, 이를 통한 대응은 큰 재난으로 나타날 수도 있다. 배터리의 제약과 컴퓨팅 파워의 제약 등으로 인해 센서 노드에 들어가는 시각동기화 알고리즘은 복잡한 계산을 요구하지 않고, 많은 메시지를 발생시키지 않으면서 정확하게 동기화할 수 있어야 한다. 동기화의 오차를 줄이기 위해서는 동기화 할 센서노드와 동기화 정보를 제공하는 참조노드(reference node)와의 홉 수가 적어야 한다. 이를 위해 망 내에 하나의 참조노드만 사용하는 것이 아니라, 여러 개의 참조노드를 사용하게 되는데, 이는 참조노드들 사이의 동기화를 맞추어야 하는 문제를 낳는다. 지금까지 망동기화를 위한 여러 알고리즘들이 제안되어 왔지만, 참조노드들끼리의 동기화 문제가 잘 고려되지 못하였다. 본 논문에서는 다수의 참조노드를 갖는 Sensor network에서 센서 노드 자체의 동기 뿐 아니라, 참조노드들의 동기를 향상시켜 전체적인 망동기화를 개선시킬 수 있는 방안을 제시하였고, 이를 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

Keywords

References

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