Abstract
In traditional routing protocols including LEACH for wireless sensor networks, nodes suffer from unbalanced energy consumption because the nodes require large transmission energy as the distance to the sink node increase. Multi-hop based routing protocols have been studied to address this problem. In existing protocols, each cluster head usually chooses the closest head as a relay node. We propose LEACH-CHT, in which cluster heads choose the path with least energy consumption to send data to the sink node. In our research, each hop, a cluster head selects the least cost path to the sink node. This method solves the looping problem efficiently as well as make it possible that a cluster head excludes other cluster heads placed farther than its location from the path, without additional energy consumption. By balancing the energy consumption among the nodes, our proposed scheme outperforms existing multi-hop schemes by up to 36% in terms of average network lifetime.
무선 센서 네트워크를 위한 전통적인 계층기반 라우팅 프로토콜인 LEACH 방법은 센서 노드들의 에너지 소비가 싱크 노드까지의 거리에 비례하여 증가하기에 불균일한 에너지 소비패턴을 보인다. 센서 필드가 큰 경우 이를 해결하기 위하여 멀티 홉 라우팅에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 기존의 연구에서는 클러스터 헤드로부터 단순히 가장 가까운 노드를 중계 노드로 선택하여 멀티 홉 경로를 구성하는데 반하여, 본 논문에서 제안하는 LEACH-CHT 방법은 최종 목적지인 싱크 노드까지의 전체 전송 에너지를 최소화 하는 경로를 선택한다. 본 논문의 방법은 클러스터 헤드가 매 홉에서 싱크 노드까지의 최소 비용 경로를 선택함으로써 추가적인 에너지 소비 없이 클러스터 헤드 자신보다 싱크 노드에서 멀리 위치한 노드들이 중간 경로 상에서 제외 되도록 하며 라우팅 상의 looping 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안하는 방법이 노드들의 에너지 소모를 보다 균일하게 함으로써 LEACH보다 센서 노드의 평균 수명을 36% 더 연장하였고 참고한 기존의 멀티 홉 프로토콜들보다 12% ~ 36% 더 연장함으로써 성능이 더 뛰어나다는 것을 보였다.
