Mobile Sink Data Gathering through Clustering

클러스터링을 통한 모바일 싱크 데이터 수집

  • 박장수 (영남대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 안병철 (영남대학교 전자정보공학과)
  • Published : 2009.09.25

Abstract

A sink node and its neighbor nodes spend more energy than other nodes since a stationary sink node collects data from wireless sensor networks(WSNs). For larger WSNs, the unbalanced energy of nodes causes the operation of WSNs to stop rapidly. This paper proposes a data gathering method by adapting the mobile sink to prolong the life time of large WSNs. After partitioning a network into several clusters, a mobile sink visits each cluster and collects data from it. An efficient algorithm is proposed to improve the energy efficiency by delivering the message from the mobile sink to the cluster head as well as to reduce the data gathering delay, which is the disadvantage of the mobile sink. Also, The algorithm is analyzed for the energy consumption and the data gathering delay. The validity of the ananlysis result is confirmed by the simulation.

무선 센서 네트워크에서 고정된 싱크 노드가 데이터를 수집하므로 싱크 노드와 주변 노드의 에너지는 다른 노드에 비해 상당히 많이 소모된다. 보다 큰 센서 네트워크에서 에너지 불균형은 급격하게 전체 센서 네트워크의 동작을 멈추게 한다. 이 논문은 대규모 무선 센서 네트워크의 수명을 늘이기 위해 모바일 싱크를 이용한 효율적인 데이터 수집 방법을 제안한다. 클러스터링을 통해 네트워크를 나누고 모바일 싱크가 각 클러스터를 방문하여 데이터를 수집한다. 모바일 싱크와 클러스터 헤드 사이의 메시지 전달을 통해 에너지 소비 효율은 높이며 모바일 싱크의 단점인 데이터 수집 시간을 최소화할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 또한 에너지 소비 및 데이터 수집 시간 측면에서 알고리즘을 분석하고 시뮬레이션을 통해 분석의 타당성을 증명한다.

Keywords

References

  1. Wendi B. Heinzelman, Anantha P. Chandrakasan, Hari Balakrishnan, 'An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks', IEEE Transactions on Wireless Communications, VOL. 1, NO. 4, OCTOBER 2002
  2. R. C. Shah, S. Roy, S. Jain, and W. Brunette, 'Data mules: Modeling a three-tier architecture for sparse sensor networks', In IEEE Workshop on Sensor Network Protocols and Applications (SNPA), 2003
  3. A. Kansal, A. Somasundara, D. Jea, M. Srivastava, and D. Estrin, 'Intelligent uid infrastructure for embedded networks', In 2nd ACM/USENIX International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services (MobiSys04), 2004
  4. Ming Ma and Yuanyuan Yang, 'Sencar: An energy-efficient data gathering mechanism for large-scale multihop sensor networks', IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 18(10):1476-1488, October 2007 https://doi.org/10.1109/TPDS.2007.1070
  5. Mino Zhao, Ming Ma and Yuanyuan Yang, 'Mobile Data Gathering with Space-Division Multiple Access in Wireless Sensor Network', In 27th IEEE INFOCOM, Phoenix, USA, 2008
  6. T. Rappaport, Wireless Communications: Principles & Practice. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996
  7. M. Ettus, 'System capacity, latency, and power consumption in multihop-routed SS-CDMA wireless networks', in Proc. Radio and Wireless Conf. (RAWCON), Colorado Springs, CO, pp. 55–58, August 1998
  8. C. Intanagonwiwat, R. Govindan, and D. Estrin, 'Directed diusion: A scalable and robust communication paradigm for sensor networks', In 6th ACM/IEEE Annual International Conf. on Mobile Computing (MOBICOM 2000), pp. 56-67, 2000 https://doi.org/10.1145/345910.345920
  9. D.S. Johnson, L.A. McGeoch, E.E. Rothberg, 'Asymptotic Experimental Analysis for the Held-Karp Traveling Salesman Bound', Proceedings of the Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 341-350, 1996