The KIPS Transactions:PartC (정보처리학회논문지C)

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Clustering and Routing Algorithm for QoS Guarantee in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 QoS 보장을 위한 클러스터링 및 라우팅 알고리즘

  • 김수범 (서강대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 김성천 (서강대학교 컴퓨터학과)
  • Received : 2009.04.03
  • Accepted : 2009.09.30
  • Published : 2010.04.30
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Abstract

The LEACH does not use flooding method for data transmission and this makes low power consumption. So performance of the WSN is increased. On the other hand, QoS based algorithm which use restricted flooding method in WSN also achieves low power consuming rate by reducing the number of nodes that are participated in routing path selection. But when the data is delivered to the sink node, the LEACH choose a routing path which has a small hop count. And it leads that the performance of the entire network is worse. In the paper we propose a QoS based energy efficient clustering and routing algorithm in WSN. I classify the type of packet with two classes, based on the energy efficiency that is the most important issue in WSN. We provide the differentiated services according to the different type of packet. Simulation results evaluated by the NS-2 show that proposed algorithm extended the network lifetime 2.47 times at average. And each of the case in the class 1 and class 2 data packet, the throughput is improved 312% and 61% each.

기존의 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기법을 제안한 LEACH는 데이터 전송에 있어서 플러딩 방식을 탈피, 효율적으로 에너지를 소비하여 네트워크의 통신량을 증가 시키는데 성공하였다. 또한 무선 센서 네트워크에서 QoS 기반의 제한적인 플러딩 방식을 제안한 기법도, 라우팅 경로 설정에 참여하는 노드의 숫자를 줄여, 에너지 소모를 줄이는데 성공하였다. 하지만 데이터 전송 시, 비교적 적은 홉 수의 라우팅 경로를 선호하였고, 이는 에너지 사용량을 증대시켜 전체 네트워크 성능 저하를 유발하였다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 QoS(Quality of Service) 기반의 에너지 효율적인 클러스터링과 라우팅 알고리즘을 제안하였다. 무선 센서 네트워크 관련 연구 분야에서 가장 중요한 이슈인 에너지 효율에 기반을 두어, 데이터 패킷의 종류를 두 종류 (class 1, class 2)로 나누어 차별화된 서비스를 제공하는 기법을 제안하였다. NS-2를 사용하여 실험한 결과, 기존의 기법보다 노드의 평균 생존 시간을 약 2.47배 증가 시키고 class 1 데이터 패킷의 경우 약 312%, class 2 데이터 패킷의 경우 약 61%의 통신량을 증가시켰다.

Keywords

References

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