클러스터 기반 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜
An Energy-efficient Routing Protocol for Cluster-based Wireless Sensor Networks
- 주제(키워드) sensor network , cluster , routing protocol , 라우팅 프로토콜 , 시뮬레이션
- 주제(KDC) 566.52
- 주제(DDC) 621.38212
- 발행기관 아주대학교 정보통신대학원
- 지도교수 고영배
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신대학원 정보통신
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문에서는 에너지 효율이 중요한 요소 가운데 하나인 센서 네트우크에서 효율적인 라우팅을 위해 기존의 연구들을 고찰하고, 새로운 알고리듬을 제안한다. flooding은 라우팅 테이블을 유지할 필요가 없으며, 필요에 따라 경로를 탐색하여 라우팅한다. 이는 이벤트 빈도가 적고, 데이터 중심적(data-centric)인 센서 네트워크의 특징에 잘 적응한다. 하지만, 필요한 경로를 탐색하기 위해 interest를 과도하게 보내게 되어 에너지효율이 떨어질 수 있다. 한편, 클러스터 기반의 연구들은 노드를 계층적으로 구분하여 역할 분담을 함으로써 라우팅을 수행한다. cluster-tree 구조는 multi-hop 방식의 라우팅으로 클러스터 기반에 잘 적응한 구조이다. 하지만, 클러스터 헤더에게 라우팅 빈도가 집중 됨으로써, 헤더의 에너지가 충분하지 않다면 오히려 네트워크 전반의 에너지 효율이 떨어짐과 동시에 네트워크의 기능을 쉽게 상실할 수 있다. mesh network는 헤더 집중적인 tree 구조의 단점을 극복할 수 있다. 본 논문에서는 flooding을 사용하는 flat 네트워크에서 flooding에 의한 에너지 소비를 줄이기 위한 cluster-tree 구조를 제안하면서, 에너지 효율성 향상을 위해 SMECN 알고리듬을 수정하여 부분적으로 mesh network를 구성하는 알고리듬을 제안한다. 이는 cluster-tree 구조의 헤더 집중적인 라우팅을 극복함과 동시에 flooding에서의 방법과 같은 불필요한 broadcast를 줄일 수 있어 에너지 효율적이다.
more초록/요약
Energy efficiency is an important factor of researches that efficient routing algorithm is needed in wireless sensor network. In this research, I consider some methods to utilize more efficiently the limited power resource of wireless sensor networks. A network flooding can route without routing table, because it can find efficient paths on demand. Thus, these methods are usually successful in data-centric wireless sensor networks. Searching successful paths, there are many 'interest' packets on network. It can lead to reduce energy efficiency by unnecessary overflow packets. On the other hand, some researches of cluster-based routing have proposed routing protocols which classify a hierarchical role of each device to resolve the most efficient path. A cluster-tree structure is a well-constructed scheme for a multi-hop routing in cluster-based network. However, it can lose the essential functions of the network according to reduce the energy level of cluster header nodes when they do not have sufficient energy, which is caused by concentrating routing frequency on the cluster header. Some mesh networks can improve the weak point of the header- concentrated tree structure. In this research, I propose the meshed cluster-tree structure to reduce energy consumption caused by flooding unnecessary 'interest' packets, and the scheme contain the modified SMECN algorithm.
more목차
1. 서론 = 1
2. 관련 연구 = 4
2.1 무선 센서 네트워크에서의 플랫(flat)방식 라우팅 = 4
2.2 무선 센서 네트워크에서의 계층(hierarchical)구조 라우팅 = 7
3. 제안 라우팅 프로토콜 = 8
3.1 클러스터 기반 네트워크 토폴로지(topology) 생성 = 10
3.1.1 클러스터 경계 형성 = 10
3.1.2 클러스터 내부 구조 형성 = 12
3.2 클러스터 기반 센서 망에서 에너지 효율적인 라우팅 기법 = 16
3.2.1 클러스터 내(intra-cluster) 라우팅 = 16
3.2.2 클러스터 간(inter-cluster) 라우팅 = 18
4. 시뮬레이션 및 성능 평가 = 23
4.1 시뮬레이션 환경 = 23
4.2 시뮬레이션 결과 분석 = 24
5. 결론 = 27
6. 참고 문헌 = 28
Abstract = 30
