The main goal of research concerning clustering protocols is to minimize the energy consumption of each node and maximize the network lifetime of wireless sensor networks. However, most existing clustering protocols mainly focused on the design and formation of clusters, leaving the consideration of communication between the cluster head and the sink behind. In this paper, we propose efficient multi path routing algorithm by using MAC-NET Cross-layering. multi path needed only one tiny packet from sink to setup. In addition proposed algorithm can be used for any cluster-based hierarchical inter-clustering routing algorithm. The simulation results demonstrate that proposed algorithm extended the overall survival time of the network by reducing the load of cluster heads. The performance of proposed algorithm is less affected by the extension of sensing field than other inter-clustering operation.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2013.10a
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pp.743-746
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2013
Most of existing simulator for wireless sensor networks (WSNs) models the battery-based sensor and provides the MAC and routing protocols designed for the battery-based WSNs. Recently, however, as the energy harvesting sensor systems are studied widely, the require of the simulator for them is getting increased; but the related work is insignificant. Unlike the existing simulators, the simulator for the energy-harvesting WSNs requires the new energy model which is integrated with the energy-harvesting model, rechargeable battery model and energy-consuming model. Additionally, it should provide the well-known MAC and routing protocols designed for the energy-harvesting WSNs, and also provide the user-friendly interface for the convenient usage. In this work, we analysis the existing Castalia simulator and revise it for the user-friendly simulator for the solar energy harvesting WSNs.
The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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v.8
no.5
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pp.419-428
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2015
Multipath routing technique is recognized as one of the effective approaches to improve the reliability of data forwarding. However, the traditional multipath routing focuses only on how many paths are needed to ensure a desired reliability. For this purpose, the protocols construct additional paths and thus cause significant energy consumption. These problems have motivated the study for the energy-efficient and reliable data forwarding. Thus, this paper proposes an energy-efficient cooperative multipath routing protocol with a small number of paths based on an inter path communication. The inter path communication (namely, cooperative multipath routing) in the proposed protocol helps to reinforce the multipath reliability and reduce the use of network resources. In addition, the proposed protocol provides a reliable end-to-end transmission time by using a transmission recovery method based on the local decision for the path or transmission failures.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.12
no.5
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pp.131-137
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2007
Recently, Ant Colony Optimization (ACO) is emerged as a simple yet powerful optimization algorithm for routing and load-balancing of both wired and wireless networks. However, there are few researches trying to adopt ACO to enhance routing performance in WSN owing to difficulties in applying ACO to WSN because of stagnation effect. In this paper, we propose an energy-efficient path selection algorithm based on ACO for WSN. The algorithm is not by simply applying ACO to routing algorithm but by introducing a mechanism to alleviate the influence of stagnation. By the simulation result, the proposed algorithm shows better performance in data propagation delay and energy efficiency over Directed Diffusion which is one of the outstanding schemes in multi-hop flat routing protocols for WSN. Moreover, we checked that the proposed algorithm is able to mitigate stagnation effect than simple ACO adoption to WSN.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.15
no.10
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pp.3834-3857
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2021
The design of cluster-based routing protocols is necessary for Wireless Sensor Networks (WSN). But, due to the lack of features, the traditional methods face issues, especially on unbalanced energy consumption of routing protocol. This work focuses on enhancing the security and energy efficiency of the system by proposing Energy Efficient Based Secure Routing Protocol (EESRP) which integrates trust management, optimization algorithm and key management. Initially, the locations of the deployed nodes are calculated along with their trust values. Here, packet transfer is maintained securely by compiling a Digital Signature Algorithm (DSA) and Elliptic Curve Cryptography (ECC) approach. Finally, trust, key, location and energy parameters are incorporated in Particle Swarm Optimization (PSO) and meta-heuristic based Harmony Search (HS) method to find the secure shortest path. Our results show that the energy consumption of the proposed approach is 1.06mJ during the transmission mode, and 8.69 mJ during the receive mode which is lower than the existing approaches. The average throughput and the average PDR for the attacks are also high with 72 and 62.5 respectively. The significance of the research is its ability to improve the performance metrics of existing work by combining the advantages of different approaches. After simulating the model, the results have been validated with conventional methods with respect to the number of live nodes, energy efficiency, network lifetime, packet loss rate, scalability, and energy consumption of routing protocol.
Sensor network consists of a large number of sensor nodes that are densely deployed either inside the phenomenon or very close to it. The life time of each node in the sensor network significantly affects the life time of whole sensor network. A node which drained out its battery may incur the partition of whole network in some network topology The life time of each node depends on the battery capacity of each node. Therefore if all sensor nodes in the network live evenly long, the life time of the network will be longer. In this paper, we propose Cluster-Based Power-Efficient Routing (CBPER) Protocol which provides scalable and efficient data delivery to multiple mobile sinks. Previous r(luting protocols, such as Directed Diffusion and TTDD, need to flood many control packets to support multiple mobile sinks and many sources, causing nodes to consume their battery. In CBPER, we use the fact that sensor nodes are stationary and location-aware to construct and maintain the permanent grid structure, which makes nodes live longer by reducing the number of the flooding control packets. We have evaluated CBPER performance with TTDD. Our results show that CBPER is more power-efficient routing protocol than TTDD.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.18
no.2
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pp.77-85
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2013
Recently, location information based routing protocol has been studied to estimate end-to-end path in wireless ad-hoc network. This protocol assumes all nodes can get heir location information via GPS devices and floods only limited area with routing message through acquired location information. Therefore, this protocol has advantage that can reduce the number of routing message than the existing IP-based routing protocols. In addition, all nodes enabling this protocol must acquire their own location information to participate in the location-based routing. However, recent because of the miniaturization of sensor node, sensor node without GPS function has been launched. Therefore in case of the sensor node that does not know location information, it is impossible to participate in the ad hoc network configuration and location information based routing. In this paper, a virtual location information based routing scheme is proposed for wireless nodes without GPS function to be able to participate in location information based routing within ad hoc network environments consisting of wireless nodes with GPS function and wireless nodes without GPS function. Therefore, the proposed protocol has the advantage that a wireless node without a GPS function is able to participate in ad hoc network configuration and the location information based routing.
Sensor networks consist of many tiny sensor nodes that collaborate among themselves to collect, process, analyze, and disseminate data. In sensor networks, sensor nodes are typically powered by batteries, and have limited computing resources. Moreover, the redeployment of nodes by energy exhaustion or their movement makes network topology change dynamically. These features incur problems that do not appear in traditional, wired networks. Security in sensor networks is challenging problem due to the nature of wireless communication and the lack of resources. Several efforts are underway to provide security services in sensor networks, but most of them are preventive approaches based on cryptography. However, sensor nodes are extremely vulnerable to capture or key compromise. To ensure the security of the network, it is critical to develop suity mechanisms that can survive malicious attacks from "insiders" who have access to the keying materials or the full control of some nodes. In order to protect against insider attacks, it is necessary to understand how an insider can attack a sensor network. Several attacks have been discussed in the literature. However, insider attacks in general have not been thoroughly studied and verified. In this paper, we study the insider attacks against routing protocols in sensor networks using the Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV) protocol. We identify the goals of attack, and then study how to achieve these goals by modifying of the routing messages. Finally, with the simulation we study how an attacker affects the sensor networks. After we understand the features of inside attacker, we propose a detect mechanism using hop count information.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.17
no.4
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pp.1276-1295
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2023
Sensor networks are now an essential aspect of wireless communication, especially with the introduction of new gadgets and protocols. Their ability to be deployed anywhere, especially where human presence is undesirable, makes them perfect choices for remote observation and control. Despite their vast range of applications from home to hostile territory monitoring, limited battery power remains a limiting factor in their efficacy. To analyze and transmit data, it requires intelligent use of available battery power. Several studies have established effective routing algorithms based on clustering. However, choosing optimal cluster heads and similarity measures for clustering significantly increases computing time and cost. This work proposes and implements a simple two-phase technique of route creation and maintenance to ensure route reliability by employing nature-inspired ant colony optimization followed by the fuzzy decision engine (FDE). Benchmark methods such as PSO, ACO and GWO are compared with the proposed HRCM's performance. The objective has been focused towards establishing the superiority of proposed work amongst existing optimization methods in a standalone configuration. An average of 15% improvement in energy consumption followed by 12% improvement in latency reduction is observed in proposed hybrid model over standalone optimization methods.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.8
no.4
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pp.1237-1255
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2014
In wireless sensor networks (WSNs), hierarchical clustering is an efficient approach for lower energy consumption and extended network lifetime. In cluster-based multi-hop communications, a cluster head (CH) closer to the sink is loaded heavier than those CHs farther away from the sink. In order to balance the energy consumption among CHs, we development a novel cluster-based routing protocol for corona-structured wireless sensor networks. Based on the relaying traffic of each CH conveys, adequate radius for each corona can be determined through nearly balanced energy depletion analysis, which leads to balanced energy consumption among CHs. Simulation results demonstrate that our clustering approach effectively improves the network lifetime, residual energy and reduces the number of CH rotations in comparison with the MLCRA protocols.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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