• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제12권9호
• /
• pp.1273-1287
• /
• 2009

Chain-based protocol방법 중의 하나인 PEGASIS는 모든 노드들의 공평한 에너지 소모를 유도 할 수 있지만 BS(Base station)로부터 멀리 떨어진 노드들 중에서 HEAD가 선택될 경우에는 데이터 전송 시에 심각한 에너지 소모와 불필요한 노드들 간의 데이터 이동이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 PEGASIS의 greedy알고리즘을 응용하고, BS를 기준으로 주변 node들과의 거리를 비교하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 프로토콜인 DERP(Distance-based Energy efficient routing protocol)을 제안한다. DERP의 기법은 예비헤드(P-HD)노드를 선택하여 보다 효율적인 클러스터 구조를 생성할 수 있는 방법이다. 아울러 더 큰 센서 필드에서의 확장을 위해서 PEGASIS와 제안방법에서 기본이 되는 single-hop 기반의 통신을 HEAD와 BS와의 거리에 따른 relay노드를 선택함으로서 multi-hop 기반의 통신으로 변환하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 방법을 추가하였다. DERP의 시뮬레이션 결과 값으로 에너지 효율은 기존의 PEGASIS방법에 비해 최고 80%정도까지의 에너지 효율이 있는 것으로 나타났으며, 데이터 전송 지연 역시 감소하는 것으로 확인 되었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권4B호
• /
• pp.227-235
• /
• 2012

무선센서네트워크에서 예기치 못한 지형과 자연현상 또는 노드 파손, 불균형적인 에너지 손실로 홀(hole)이 발생하는 것은 필수불가결하다. 이런 문제를 다루는 대부분의 현존 방식은 홀을 피하기 위해 정적인 우회 경로를 구성한다. 정적인 우회 경로는 홀 주변부에 있는 노드들의 과도한 에너지 손실을 유발한다. 그래서 데이터 패킷이 홀 주변 노드에 몰리고 노드들의 에너지는 급속하게 고갈되며 홀의 영역이 확대되는 효과가 나타난다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가상 그리드 상에서 위치기반 라우팅 방식과 동적인 그리드 앵커포인터 설정을 통한 효율적인 홀 우회 방식을 제안한다. 제안된 홀 우회 방식은 홀이 있는 불규칙한 무선센서네트워크에서도 에너지 효율적이며 데이터 신뢰성을 제공하는 홀 우회 전송방식이다. 시뮬레이션 결과는 이러한 주장의 타당성을 제공한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제15권7호
• /
• pp.495-499
• /
• 2009

위치 기반 라우팅 프로토콜들에 기본 가정인 이웃 노드들간의 주기적인 위치 정보 교환은 다음 두 가지 문제를 갖는다: (1) 데이터 전달이 없는 지역에 노드들의 불필요한 에너지 소비와 (2) 데이터 전달 시점에 이웃 노드 위치 정보의 부정확성. 따라서, 본 논문은 이동 무선 센서 네트워크에서 on-demand 위치 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 방안에서 송신 노드는 데이터 전달 시점에 필요한 이웃 노드들만의 위치 정보를 획득하고 그 노드들의 이동성을 고려하여 그 이웃 노드들 중에 가장 적합한 노드를 목적지 노드까지 데이터 전달을 위한 수신 노드를 결정한다. 시뮬레이션 결과는 제안 방안이 기존의 위치 기반 라우팅 프로토콜보다 더 효율적임을 보인다.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제17C권2호
• /
• pp.189-196
• /
• 2010

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.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.573-584
• /
• 2016

Recent application range of sensor networks is becoming diverse. It means collected sensor data types are becoming diverse too. These sensor data have their own characteristics. Thus achieving energy efficiency, existing sensor network management policy consider their own characteristics. However, it is inefficient to apply the existing network management schemes for controlling such kind of data at the same time. Because, existing network management schemes considered one type of data only. Therefore, we propose a novel routing scheme that is able to efficient energy conservation through effective data controlling on multi-sensor application environment.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.1173-1178
• /
• 2012

클러스터 기반 라우팅 프로토콜(CBRP, Cluster-Based Routing Protocol)은 각 클러스터 내에 클러스터 헤더를 선출하고, 그 클러스터 헤더는 모든 이동 노드들을 관리, 운영하기 때문에 전력 소모가 심하게 일어나게 된다. 기존의 CBRP는 각 노드의 잔여전력량을 고려하지 않고 헤더를 임의로 선출하기 때문에 클러스터 헤더의 평균 수명이 짧아지고 이로인해 빈번하게 다른 헤더를 선출해야 하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 클러스터 헤더를 선출할 때 클러스터 내 각 노드의 잔여전력량을 비교하여 잔여전력량이 가장 많은 노드를 클러스터 헤더로 선출하여 클러스터의 수명과 네트워크 전체의 수명을 연장시키면서 경로의 안정성을 높이는 개선된 프로토콜을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제16권9호
• /
• pp.115-122
• /
• 2011

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지를 갖는 배터리에 의해 가동되며 한번 배치되면 사용자가 접근할 수 없고 배터리 교환이 불가능하다. 따라서 네트워크의 수명을 늘리기 위하여 네트워크 디자인 시에 에너지 효율성이 매우 중요하게 고려되어야 한다. BCDCP 기법에서는 모든 센서가 CH(클러스터 헤드)로 데이터를 보내고 CH는 BS(베이스 스테이션)로 취합된 데이터를 송신하는 효율적 클러스터링 프로토콜이지만 규모가 큰 네트워크에서는 적합하지 않으며 노드들의 물리적 위치를 고려하지 않기 때문에 효율성이 떨어진다. UCR 기법의 경우 BS에와 노드들의 거리만을 고려하기 때문에 BS에 가까운 노드가 빨리 죽는 문제가 있다. 본 논문에서는 균형된 에너지 소비를 통하여 네트워크 수명을 늘리기 위한 삼각모양 클러스터 라우팅 프로토콜(TSCRP- Triangular Shape Cluster Routing Protcol)을 제안한다. 본 기법은 비교적 간단하게 운영되기 때문에 헤드 선출에 필요한 오버헤드가 적고 센서들의 에너지 보유량뿐만이 아니라 센서들과 BS간의 거리를 유기적으로 결합하여 리더 노드를 선정하기 때문에 다른 기법에 비해 효율적이다. 실험에 의하면 TSCRP가 LEACH, BCDCP, UCR보다 우수한 것으로 나타났다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제17권10호
• /
• pp.89-98
• /
• 2012

본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정 방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 수천 개의 네트워크 크기와 16비트 주소 할당은 빈번한 주소 충돌로 매우 혼잡스러울 수 있다. 따라서 16비트 주소 공간을 분할하여 사용하는 (x, y, z) 좌표축 주소 구조와 라우팅을 제안한다. (x, y) 좌표축 주소 할당은 센서노드가 지리적으로 가까운 라우터에게 연결되어 있어야 하기 때문에, 어떤 라우터는 많은 수의 하위 노드를 가질 수 없다는 문제점을 가지기 때문이다. 또한 제안한 주소 구조를 사용한 위치 기반 라우팅 알고리즘을 제안한다. 그 결과 각 노드에서 라우팅 시 적은 비트 연산과 멀티 홉을 감소시킬 수 있었고, 효과적인 주소 할당과 라우팅은 네트워크의 각 노드의 에너지 소비를 최소화 했다.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제16C권6호
• /
• pp.783-790
• /
• 2009

무선 센서 네트워크의 필요성이 증가함에 따라 관련된 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 특히, 에너지 제약적인 무선 센서 네트워크의 생존 시간을 증가시키고자 하는 클러스터링 기법들이 많이 연구되고 있다. 대표적인 LEACH와는 달리, 최근의 클러스터링 기법들은 다중 홉으로 데이터를 전송하기 때문에 데이터 병목 현상 문제가 발생한다. 불균형 클러스터링(unequal clustering) 기법들은 라우팅 경로를 증가시켜 데이터 병목 현상 문제를 해결하였다. 불균형 클러스터링 기법들의 대부분은 BS(Base Station)와의 거리만을 고려하여 클러스터의 크기를 결정하였기 때문에, 클러스터 헤드의 에너지 소모가 커지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 클러스터 헤드의 에너지 소모를 최소화하고, 데이터 병목 현상 문제도 해결할 수 있는 불균형 클러스터링 알고리즘을 제안하였다. 기본 아이디어는 적절한 클러스터 헤드를 선출한 이후, BS와의 거리와 노드의 에너지 상태, 이웃 노드의 수를 고려하여 클러스터의 크기를 결정하고, 동시에 클러스터 헤드의 전송기능을 분담하는 노드를 선정하는 것이다. 이처럼 클러스터 헤드의 에너지 소모를 최소화함으로써 클러스터링의 반복횟수를 감소시킬 수 있었으며, 더불어 전체 네트워크의 에너지 소모도 감소시킬 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권1B호
• /
• pp.21-30
• /
• 2012

무선센서네트워크는 전력 공급이 제한적인 대규모의 센서 노드들로 구성되어 있다. 에너지 비용의 최소화와 여러 홉을 거쳐 싱크 노드까지 안정적으로 데이터전송의 신뢰성을 높이는 것은 매우 중요한 요소이다. 데이터 전송의 신뢰성을 높이는 방안으로 다중경로 라우팅 방안이 제시되고 있다. 플러딩 기반의 다중경로 라우팅 방식은 불규칙적 무선센서네트워크에서도 효과적으로 다중경로를 구성할 수 있는 장점이 있지만 전원 공급에서 제약이 많은 무선센서네트워크에서는 적합하지 않은 라우팅 방식이다. 그러나 최소의 오버헤드를 가진 지역 위치정보를 이용하는 위치기반 라우팅 방식은 비플러딩 방식으로 무선센서네트워크에서 효율적인 방식이지만 다중경로 구성 시 데이터 패킷의 충돌을 유발할 수 있다. 패킷 충돌을 제어할 수 있는 방안으로 다중경로 파이프라인 개념을 도입하였지만 홀과 같은 불규칙적 네트워크에서는 파이프라인을 구성하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가상 그리드 좌표 상에서 위치기반 포워딩 방식과 다중경로 상의 홀 회피 알고리즘이 결합된 새로운 다중경로 라우팅 방식을 제안한다. 제안된 다중경로 방식은 불규칙적 무선센서네트워크에서 효율적이고 전송 신뢰성을 높일 수 있는 노드 분리된 다중경로(multipath) 파이프라인을 구성할 수 있는 방식이다. 시뮬레이션 결과는 이러한 주장의 타당성을 제공한다.