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i-LEACH : 랜덤배치 고정형 WSN에서 헤더수 고정 클러스터링 알고리즘

i-LEACH : Head-node Constrained Clustering Algorithm for Randomly-Deployed WSN

  • 김창준 (한국기술교육대학교) ;
  • 이두완 (한국기술교육대학교) ;
  • 장경식 (한국기술교육대학교 컴퓨터공학부)
  • 투고 : 2011.11.01
  • 심사 : 2011.12.19
  • 발행 : 2012.01.31

초록

무선센서 네트워크의 계층구조형 클러스터링 알고리즘은 센서노드의 효율적인 관리를 위해서 다양한 분야에 사용하고 있다. 계층형 클러스터링 구조에 많이 사용되는 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)는 확률 함수식을 사용하기 때문에 클러스터 헤드노드의 선출 개수가 일정하지 않다. 본 논문에서는 LEACH 알고리즘의 단점을 보완하여 매 라운드마다 고정된 개수의 클러스터 헤드노드를 선출하는 i-LEACH 알고리즘을 제안한다. i-LEACH(improved-LEACH)는 BS이 고정된 개수의 클러스터 헤드노드를 선출하여 네트워크 전체에 통보하기 때문에 클러스터링 구성과정의 네트워크 트래픽량을 줄일 수 있고, 네트워크의 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다. 제안한 i-LEACH와 LEACH를 시뮬레이션 한 결과 i-LEACH에서는 클러스터 헤드노드의 선출과정이 제외되었기때문에 LEACH 보다 소비된 전력량은 25%, 네트워크 트래픽 량은 16% 향상되었다.

Generally, the clustering of sensor nodes in WSN is a useful mechanism that helps to cope with scalability problem and, if combined with network data aggregation, may increase the energy efficiency of the network. The Hierarchical clustering routing algorithm is a typical algorithm for enhancing overall energy efficiency of network, which selects cluster-head in order to send the aggregated data arriving from the node in cluster to a base station. In this paper, we propose the improved-LEACH that uses comparably simple and light-weighted policy to select cluster-head nodes, which results in reduction of the clustering overhead and overall power consumption of network. By using fine-grained power model, the simulation results show that i-LEACH can reduce clustering overhead compared with the well-known previous works such as LEACH. As result, i-LEACH algorithm and LEACH algorithm was compared, network power-consumption of i-LEACH algorithm was improved than LEACH algorithm with 25%, and network-traffic was improved 16%.

키워드

참고문헌

  1. 김진수, 박양재, "가변적 클러스터 반경을 이용한 에너지 효율적인 클러스터 헤드 선출 프로토콜", 한국정보통신학회 논문집 제8권 제6호, 2010.
  2. 이두완, 장경식, "MOSEP: A Novel Network Protocol for Simulation Platform of Mobile Sensor Network", 한국기술교육대학교 논문집 제17권 제1호, 2010.
  3. 최경진, "무선센서 네트워크에서 에너지 효율적인 클러스터 헤드 선출 알고리즘", 연세대학교 대학원 석사학위 논문, 2007.
  4. Wendi Beth Heinzelman, "Application-specific protocol architectures for wireless networks", Doctor of Philosophy at the M.S., Massachusetts Institute of Technology, 2000.
  5. 김진수, 최성용, 한승진, 최준혁, 임기욱, 이정현, "변형된 셋업 단계를 이용한 클러스터 헤드 선출 프로토콜", 한국콘텐츠학회논문지 '09 Vol. 9 No. 1, 2009. https://doi.org/10.5392/JKCA.2009.9.1.167
  6. 김대영, "계층적 센서 네트워크에서의 클러스터링 및 라우팅 알고리즘", 경희대학교 대학원 컴퓨터공학과, 2006.

피인용 문헌

  1. 지하철 역사 내 WSN 환경구축을 위한 고정 전파범위 기반의 효율적인 AP설치에 관한 연구 vol.17, pp.7, 2012, https://doi.org/10.5762/kais.2016.17.7.740