Abstract
In the cluster mechanism of the wireless sensor network, the network lifetime is affected by how cluster heads are selected. One of the representative clustering mechanisms, the low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH), selects cluster heads periodically, resulting in high energy consumption in cluster reconstruction. On the other hand, the adaptive clustering algorithm via waiting timer (ACAWT) proposes a non-periodic re-clustering mechanism that reconstructs clusters if the remaining energy level of a cluster head reaches a given threshold. In this paper, we propose a re-clustering mechanism that uses multiple remaining node energy levels and does re-clustering when the remaining energy level of a cluster head reaches one level lower. Also, in determining cluster heads, both of the number of neighbor nodes and the remaining energy level are considered so that cluster heads can be more evenly placed. From the simulations based on the Qualnet simulator, we validate that our proposed mechanism outperforms ACAWT in terms of the network lifetime.
무선 센서 네트워크에서 클러스터링 방식의 네트워크 수명은 클러스터 헤드 결정 방법에 의해서 영향을 받는다. 대표적인 클러스터링 방식인 LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)의 경우 주기적으로 클러스터 헤드를 선택함으로써 클러스터 재구축으로 인한 에너지 소모가 큰 단점이 있다. 한편 ACAWT(Adaptive Clustering Algorithm via Waiting Timer)는 클러스터 헤드의 잔여 에너지 수준이 하나의 특정 임계치에 도달하면 클러스터를 재구축하는 비주기적인 클러스터 재구축 방식을 사용한다. 본 논문에서는 클러스터를 주기적으로 재구축하지 않고 노드의 잔여 에너지 수준(level)을 여러 단계로 설정한 후 클러스터 헤드의 잔여 에너지 수준이 한 단계 낮아지면 클러스터를 재구축하는 방법을 제안한다. 또한 클러스터 헤드 선정 시 이웃 노드 수와 잔여 에너지 수준을 고려함으로써 클러스터 헤드의 분포를 균일하게 유지시켜 네트워크 수명을 연장시킨다. 본 제안 방식의 성능을 평가하기 위해서 Qualnet 기반의 시뮬레이션을 수행하였으며, ACAWT와 성능을 비교한 결과 제안 방식이 네트워크 수명 측면에서 우월함을 확인하였다.