Abstract
Wireless sensor networks are installed in various environments and collect sensing data through wireless links. The quality of a wireless link may be unstable due to environment causes and hardware performance in wireless sensor networks. Since the change of the link quality may cause data loss, sensor nodes need to adaptively estimate the change of the link quality. Also, the routing protocol should deal with this situation. In this paper, the adaptive link quality estimation and routing scheme in the large-scale wireless sensor networks are proposed. When the quality of a link is unstable, sensor nodes agilely estimate the quality of links, and the new route is selected. When quality of a link is stable, the link quality is occasionally estimated so that the energy consumption is reduced. Moreover, sensor nodes exchange less beacons in order to reduce an overhead in dense networks. In the case of sparse network, the sensor nodes exchange more beacons for finding a better route. We prove that the proposed scheme can improve the energy efficiency and reliability.
무선 센서 네트워크는 다양한 환경에 분산되어 설치되며 무선 링크를 통하여 센싱된 데이터를 수집한다. 무선센서 네트워크에서 무선 링크의 품질은 환경적 요인이나 하드웨어의 성능에 따라 변화하는 특성을 갖는다. 링크 품질의 변화는 데이터의 손실을 야기 시킬 수 있으므로 링크 품질의 변화를 적응적으로 측정할 수 있어야 하며, 상위 계층인 경로 설정 프로토콜에서는 이를 고려해야 한다. 본 논문에서는 대규모 무선 센서 네트워크에서의 적응적 링크 품질 측정 및 경로 설정 기법을 제안한다. 제안한 기법은 링크의 품질이 불안정할 때 민첩하게 링크의 품질을 측정하여 새로운 경로를 선택하고 링크의 품질이 안정할 때 간헐적으로 링크 품질을 측정하여 에너지 소모를 줄인다. 또한 높은 밀집도의 네트워크에서는 오버헤드를 줄이기 위해 적은 수의 비컨을 사용하며, 낮은 밀집도에서는 많은 수의 비컨을 사용하여 품질이 좋은 링크를 경로로 설정함으로써 패킷 손실률을 개선한다. 실험을 통하여 제안한 방법이 신뢰성 및 에너지효율성 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
