Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회)
권호 표지

An Energy-Efficient Topology Control Scheme based on Application Layer Data in Wireless Sensor Networks

응용 계층 정보 기반의 에너지 효율적인 센서 네트워크 토폴로지 제어 기법

  • 김승목 (단국대학교 컴퓨터과학과) ;
  • 김승훈 (단국대학교 컴퓨터학부 멀티미디어공학)
  • Published : 2009.09.30
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Abstract

The life time of a wireless sensor network composed of numerous sensor nodes depend on ones of its sensor nodes. The energy efficiency operation of nodes, therefore, is one of the crucial factors to design the network. Researches based on the hierarchical network topology have been proposed and evolved in terms of energy efficiency. However, in existing researches, application layer data obtained from sensor nodes are not considered properly to compose cluster, including issue that nodes communicate with their cluster heads in TDMA scheduling. In this paper, we suggest an energy-efficient topology control scheme based on application layer data in wireless sensor networks. By using application layer data, sensor nodes form a section which is defined as the area of adjacent nodes that retain similar characteristics of application environments. These sections are further organized into clusters. We suggest an algorithm for selecting a cluster head as well as a way of scheduling to reduce the number of unnecessary transmissions from each node to its cluster head, which based on the degree and the duration of similarity between the node's data and its head's data in each cluster without seriously damaging the integrity of application data. The results show that the suggested scheme can save the energy of nodes and increase the life time of the entire network.

센서 네트워크의 수명은 이를 구성하는 많은 센서 노드들의 수명에 의존한다. 따라서 각 센서 노드는 에너지를 효율적으로 이용하며 동작하도록 설계하는 것이 네트워크 설계의 중요한 요소이다. 센서 노드들을 계층구조로 구성하는 토폴로지 제어 연구들이 에너지 효율적 측면에서 많이 제안되어 발전해 왔다. 그러나 기존의 연구에서는 센서 노드들이 취득한 응용계층 정보를 바탕으로 클러스터 구성에 활용하거나, 클러스터 내 멤버 노드의 전송을 위한 TDMA 스케줄링에 반영하는 연구는 활발하지 못하였다. 본 논문에서는 응용계층 데이터에 근거한 에너지 효율적인 센서 네트워크 토폴로지 제어기법을 제안한다. 센서노드 응용계층의 정보를 이용하여 데이터 유사성이 높은 인접한 노드들을 섹션으로 형성한 후 클러스터를 구성하다. 각 클러스터를 위한 클러스터 헤드를 선출하는 토폴로지 제어 기법뿐만 아니라 또한, 각 클러스터에서 멤버노드가 감지한 데이터와 클러스터 헤드의 데이터간의 유사지속 정도 및 유사 정도에 근거하여 데이터의 무결성을 크게 훼손하지 않으면서 불필요한 전송을 억제하는 기법도 제안한다. 이와 같은 기법을 통하여 센서 노드들의 에너지 소모를 줄이고 전체 네트워크 수명을 연장 시킬 수 있다.

Keywords

References

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