A Cluster Formation Scheme with Remaining Energy Level of Sensor Nodes in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 잔여 에너지 레벨을 이용한 클러스터 형성 기법

  • 장경수 (경인여자대학 정보미디어학부) ;
  • 강정진 (동서울대학 정보통신과) ;
  • 고훈준 (경인여자대학 정보미디어학부)
  • Received : 2009.10.10
  • Published : 2009.12.30

Abstract

Sensor nodes in wireless sensor networks operate in distributed environments with limited resources and sensing capabilities. Especially, a sensor node has a small energy. After the sensor nodes are distributed in some area, it is not accessible to the area. AIso, a battery of sensor node cannot change. One of the hot issues in wireless sensor networks maximizes the network lifetime through minimizing the energy dissipation of sensor nodes. In LEACH, the cluster head is elected based on a kind of probability method without considering remaining energy of sensor node. In this paper, we propose a cluster formation scheme that the network elect the node, which has higher energy level than average energy level of overall sensor network, as cluster head node. We show the superiority of our scheme through computer simulation.

무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 제한된 자원과 센싱 능력을 가지고 있으며 분산된 환경에서 동작한다. 특히 적은 에너지 자원을 가지고 있으며, 한 번 살포된 후에는 사용자의 접근이 제한되며 배터리를 교체할 수 없다. 에너지 소비를 최소화하여 전체 센서 네트워크의 수명을 최대화하는 것은 중요한 이슈 중 하나이다. LEACH에서는 현재 에너지 량을 고려하지 않고 확률적으로 클러스터 헤드를 선택한다. 본 논문에서는 평균 에너지 레벨보다 센서 노드의 에너지 레벨이 높을 경우, 클러스터 헤드로 선출될 자격을 부여하는 클러스터 형성 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 클러스터 형성 기법의 우수성을 검증한다.

Keywords

References

  1. I, A Akyildiz, W. Su, Y. S. Subramaniam, and E. Cayirci, "A Survey on Sensor Networks", IEEE Commun. Mag., vol. 40, no. 8, pp. 102-114, Aug. 2002 https://doi.org/10.1109/MCOM.2002.1024422
  2. Wendi B. Heinzelman et al, "An application-Specific Protocol Architecture for wireless MicroSensor Networks", IEEE Trans. on Wireless Communications, vol. 1, no. 4, Oct. 2002
  3. Ossama Younis and sonia Fahrny, "Distributed Clustering in Ad-hoc Sensor Networks: A Hybrid, Energy-Efficient Approach", IEEE INFOCOM 2004, 2004
  4. UCB/LBNIlVINT, "Network Simulator 2", http://www.isi.edu/vint/nsnam/
  5. 장경수 외 2인, "WSN에서 네트워크 수명 연장을 위한 클러스터 헤드 선출 알고리즘", 한국인터넷방송통신TV학회 추계학술대회논문집, 한성대학교, pp. 31-34, 2009년 12월
  6. Hyung Su Lee, Kyung Tae Kim, and Young Youn, "A New Cluster Head Selection Scheme for Long Lifetime of Wireless Sensor Networks", LNCS 3983, pp.519-528, 2006
  7. 이상훈, 석정봉, "무선센서 네트워크를 위한 LEACH 프로토콜의 에너지 효율 향상 방안", 한국통신학회논문지, Vol. 33, No. 2, pp. 76-81, 2008.
  8. Ossama Younis et al, "Node Clustering in Wireless Sensor Networks: Recent Developments and Deployment Chalenges", IEEE Network, pp. 20-25, May/June 2006