• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.123-126
• /
• 2016

무선 센서 네트워크 하에서 불균일 네트워크의 에너지 효율은 주요 이슈 중의 하나로 고려된다. 불균일 네트워크에서, 개별 노드 초기 에너지의 무작위 분포는 네트워크 불안정을 초래할 수 있다. 따라서 네트워크 상 각 노드의 동작 시간 증가와 에너지 소비의 공평성 유지를 위해서는 적합한 방법이 마련되어야 한다. 본 논문에서는 서로 다른 시나리오의 불균일 네트워크 하의 분산 클러스터링 프로토콜(DCP)의 성능 평가를 보여준다. 본 시뮬레이션 결과는 불균일 네트워크에서의 LEACH 프로토콜 결과와 비교하였다. 추가적으로 불균일 네트워크에서의 시스템 성능을 균일 네트워크와 비교함으로써, 불균형 초기 에너지가 시스템의 개별 노드의 수명에 미치는 영향을 설명한다. 시뮬레이션 수행 결과 균일 및 불균일 네트워크에서 LEACH 프로토콜과의 성능 비교 결과는 DCP의 성능이 모든 경우에 성능 우위에 있음을 나타내었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제33권4호
• /
• pp.310-323
• /
• 2006

본 논문에서는 ad hoc 망에서의 다중 계층 기법 기반의 안전한 클러스터 라우팅 프로토콜을 표현하였다. 클러스터기반 라우팅인 ARCH와 DMAC의 수정을 통해 CH와 CCH의 선택 알고리즘을 이용하여, ad hoc 라우팅 프로토콜에서의 보안 위협 요소에 대한 효율적인 프로토콜인 AMCAN(Ad hoc 망을 위한 다중 계층 클러스터링 기반의 인증 )을 제안하였다. 본 프로토콜은 ad hoc 망에서 임계치 (threshold) 인증 기법을 통한 Shadow Key를 이용하여 확장성을 제공하였다. 제안된 프로토콜은 다른 클러스터 노드들간의 상호 신뢰 관계를 갖는 종단간 인증 프로토콜로 구성하였다. 제안된 기법은 규모가 넓은 ad hoc 망에서 임계치 인증키 구성의 장점을 갖는다. 본 논문의 실험결과를 통해 다중 계층 라우팅 기법에서 임계치 키 구성을 이용한 임시 세션키의 안전한 분산을 통해 노드 ID 위조를 방지하고, 상호 종단간 인증과 Reply Attack을 검출하여 안전한 채널을 구축하는 것을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.911-923
• /
• 2010

In wireless sensor networks (WSNs), cluster based data routing protocols have the advantages of reducing energy consumption and link maintenance cost. Unfortunately, most of clustering protocols have been designed for uniformly distributed sensor networks. However, some urgent situations do not allow thousands of sensor nodes being deployed uniformly. For example, air vehicles or balloons may take the responsibility for deploying sensor nodes hence leading a normally distributed topology. In order to improve energy efficiency in such sensor networks, in this paper, we propose a new cluster formation algorithm named DAEEC (Density Aware Energy-Efficient Clustering). In this algorithm, we define two kinds of clusters: Low Density (LD) clusters and High Density (HD) clusters. They are determined by the number of nodes participated in one cluster. During the data routing period, the HD clusters help the neighbor LD clusters to forward the sensed data to the central base station. Thus, DAEEC can distribute the energy dissipation evenly among all sensor nodes by considering the deployment density to improve network lifetime and average energy savings. Moreover, because the HD clusters are densely deployed they can work in a manner of our former algorithm EEVAR (Energy Efficient Variable Area Routing Protocol) to save energy. According to the performance analysis result, DAEEC outperforms the conventional data routing schemes in terms of energy consumption and network lifetime.

• International journal of advanced smart convergence
• /
• 제9권2호
• /
• pp.185-194
• /
• 2020

Designing of a hierarchical clustering algorithm is one of the numerous approaches to minimize the energy consumption of the Wireless Sensor Networks (WSNs). In this paper, a homogeneous and randomly deployed sensor nodes is considered. These sensors are energy constrained elements. The nominal selection of the Cluster Head (CH) which falls under the clustering part of the network protocol is studied and compared to Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) protocol. CHs in this proposed process is the function of total remaining energy of each node as well as total average energy of the whole arrangement. The algorithm considers initial energy, optimum value of cluster heads to elect the next group of cluster heads for the network as well as residual energy. Total remaining energy of each node is compared to total average energy of the system and if the result is positive, these nodes are eligible to become CH in the very next round. Analysis and numerical simulations quantify the efficiency and Average Energy Ratio (AER) of the proposed system.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
• /
• 제4권2호
• /
• pp.115-125
• /
• 2015

This paper presents a Cuckoo search algorithm to secure adversaries misdirecting multi-hop routing in Mobile ad hoc networks (MANETs) using a robust Trust Predicated Routing Framework with an optimized cluster head selection. The clustering technique designed in this framework leads to efficient routing in MANETs. The heavy work load in the node causes an energy drop in cluster head, which leads to re-clustering of the group, and another cluster head is selected to avoid packet loss during data transmission. The problem in the re-clustering process is that the overall efficiency of the routing process is reduced and the processing time is increased. A Cuckoo search based optimization algorithm is proposed to solve the problem of re-clustering by selecting the secondary cluster head within the initially formed cluster group and eliminating the reclustering process. The proposed framework enables a node to select a reliable and secure route for MANET and the performance can be evaluated by comparing the simulated results with the AODV routing protocol, which shows that the performance of the proposed routing protocol are improved significantly.

• 센서학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.342-348
• /
• 2010

The wireless sensor networks have been extensively researched. One of the issues in wireless sensor networks is a developing energy-efficient clustering protocol. Clustering algorithm provides an effective way to extend the lifetime of a wireless sensor networks. In this paper, we proposed an energy efficient clustering scheme by adjusting group size. In sensor network, the power consumption in data transmission between sensor nodes is strongly influenced by the distance of two nodes. And cluster size, that is the number of cluster member nodes, is also effected on energy consumption. Therefore we proposed the clustering scheme for high energy efficiency of entire sensor network by controlling cluster size according to the distance between cluster header and sink.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.121-129
• /
• 2011

센서 네트워크에서 에너지 소비를 최소화하는 것은 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 클러스터링 방법 중 LEACH 프로토콜은 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 다수의 클러스터 영역을 분할하는 계층적 방법으로 동작된다. 그러나 LEACH 프로토콜은 매 라운드마다 새로운 클러스터를 구성하기 때문에 클러스터를 구성 할 때마다 소비되는 에너지는 전체 네트워크 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다. 따라서 이 논문에서는 센서네트워크 환경에서 초기 라운드에 클러스터를 형성하고 클러스터헤더 후보노드를 선정하여 에너지 낭비를 해결하였다. 제안 모델은 초기 라운드에는 기존 LEACH보다 26% 에너지 소모가 증가한다. 그러나 라운드가 지속될수록 제안 방법은 최대 35%까지 전체 에너지소비가 감소됨을 네트워크 시뮬레이션 툴(NS-2)를 이용해 증명하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권6호
• /
• pp.1586-1605
• /
• 2012

With the prevalence of multimedia applications and the potential commercial usage of Mobile Ad hoc Networks (MANETs) in group communications, Quality of Service (QoS) support became a key requirement. Recently, some researchers studied QoS multicast issues in MANETs. Most of the existing QoS multicast routing protocols are designed with flat topology and small networks in mind. In this paper, we investigate the scalability problem of these routing protocols. In particular, a Position-Based QoS Multicast Routing Protocol (PBQMRP) has been developed. PBQMRP builds a source multicast tree guided by the geographic information of the mobile nodes, which helps in achieving more efficient multicast delivery. This protocol depends on the location information of the multicast members which is obtained using a location service algorithm. A virtual backbone structure has been proposed to perform this location service with minimum overhead and this structure is utilized to provide efficient packet transmissions in a dynamic mobile Ad hoc network environment. The performance of PBQMRP is evaluated by performing both quantitative analysis and extensive simulations. The results show that the used virtual clustering is very useful in improving scalability and outperforms other clustering schemes. Compared to On-Demand Multicast Routing Protocol (ODMRP), PBQMRP achieves competing packet delivery ratio and significantly lower control overhead.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• 제7권1호
• /
• pp.30-35
• /
• 2015

The most important factor within the wireless sensor network is to have effective network usage and increase the lifetime of the individual nodes in order to operate the wireless network more efficiently. Therefore, many routing protocols have been developed. The LEACH protocol presented by Wendi Hein Zelman, especially well known as a simple and efficient clustering based routing protocol. However, because LEACH protocol in an irregular network is the total data throughput efficiency dropped, the stability of the cluster is declined. Therefore, to increase the stability of the cluster head, in this paper, it proposes a stochastic cluster head selection method for improving the LEACH protocol. To this end, it proposes a SH-LEACH (Stochastic Cluster Head Selection Method-LEACH) that it is combined to the HEED and LEACH protocol and the proposed algorithm is verified through the simulation.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.1287-1302
• /
• 2011

무선 센서 네트워크에서 사용하는 클러스터링 기법은 전체 네트워크의 수명을 연장시키는 효율적인 방법이다. 그러나 이 방법은 기상감시 네트워크와 같이 센서 노드의 수집 데이터가 중복되기 쉬운 환경에 적용할 경우 노드가 불필요하게 소모하는 에너지가 많다. 문턱값(threshold)을 이용해 동작하는 클러스터링 기법의 경우 네트워크의 수명은 연장되었으나 수집하는 데이터의 정확도가 낮아 신뢰하기 어려운 문제점이 있어 이에 대한 개선이 필요하다. 또한 멀티 홉 전송을 이용하는 클러스터링 기법은 클러스터 헤드 노드 선정이 확률적으로 발생하므로 노드들의 링크가 단절되는 현상이 자주 일어나 데이터의 정상적인 수집이 어렵다. 이에 본 논문은 불필요한 에너지 소모를 줄이고 링크 단절 현상이 완화된 클러스터 형성 알고리즘을 제안하였다. 성능분석 결과에 의하면 제안하는 방법은 기존의 클러스터링 방법에 비해 노드들의 에너지 소모가 줄어들었으며 전송 효율이 증가하였고 수집 데이터의 정확도가 높아졌으며 전체 수명이 30% 정도 향상되었다.