클러스터 헤드와 기지국간의 거리를 고려한 향상된 LEACH-C 라우팅 프로토콜

김태현,박세영,권오석,이종용,정계동 국제문화기술진흥원 2022 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.8 No.2

무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용 되어지고 있다. 무선 센서 네트워크는 보안, 군사감지, 환경관리, 산업제어, 홈 자동화 등 많은 영역에 적용된다. 하지만 네트워크를 구성하는 노드의 제한된 에너지에 한계로 활용범 위가 제한되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 대표적 라우팅 프로토콜 중 LEACH-C를 기반으로 네트워크의 전송을 개선하여 에너지를 효율적으로 사용하는 LEACH-CCBD(Low Energy Adaptive Clustering hierarchy – Centrailized with Cluster and Basestation Distance) 알고리즘을 제안한다. LEACH-CCBD 알고리즘은 클러스터 구성시 멤버노드들의 클러스터 소속에 대하여 멤버 노드로부터 클러스터의 거리와 클러스터 노드로부터 기지국까지 의 거리를 합산한 값을 비교하여 선정 우선순위를 두어 클러스터 헤드를 소속시키는 기법이다. 제안한 LEACH -CCBD는 Matlab 시뮬레이션을 이용하여 각 프로토콜에 대한 성능 결과를 확인하였다. 실험결과 에너지 효율성이 LEACH, LEACH-C 알고리즘보다 우수함을 보였다. Wireless sensor networks are being used in various fields. Wireless sensor networks are applied in many areas, such as security, military detection, environmental management, industrial control, and home automation. There is a problem about the limit of energy that the sensor network basically has. In this paper, we propose the LEACH-CCBD (Low Energy Adaptive Clustering hierarchy – Centrailized with Cluster and Basestation Distance) algorithm that uses energy efficiently by improving network transmission based on LEACH-C among the representative routing protocols. The LEACH-CCBD algorithm is a method of assigning a cluster head to a cluster head by comparing the sum of the distance from the member node to the cluster distance and the distance from the cluster node to the base station with respect to the membership of the member nodes in the cluster when configuring the cluster. The proposed LEACH-CCBD used Matlab simulation to confirm the performance results for each protocol. As a result of the experiment, as the lifetime of the network increased, it was shown to be superior to the LEACH and LEACH-C algorithms.

클러스터 헤드와 기지국간의 거리를 고려한 향상된 LEACH-C 라우팅 프로토콜

김태현,박세영,권오석,이종용,정계동 국제문화기술진흥원 2022 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.8 No.2

Wireless sensor networks are being used in various fields. Wireless sensor networks are applied in many areas, such as security, military detection, environmental management, industrial control, and home automation. There is a problem about the limit of energy that the sensor network basically has. In this paper, we propose the LEACH-CCBD (Low Energy Adaptive Clustering hierarchy – Centrailized with Cluster and Basestation Distance) algorithm that uses energy efficiently by improving network transmission based on LEACH-C among the representative routing protocols. The LEACH-CCBD algorithm is a method of assigning a cluster head to a cluster head by comparing the sum of the distance from the member node to the cluster distance and the distance from the cluster node to the base station with respect to the membership of the member nodes in the cluster when configuring the cluster. The proposed LEACH-CCBD used Matlab simulation to confirm the performance results for each protocol. As a result of the experiment, as the lifetime of the network increased, it was shown to be superior to the LEACH and LEACH-C algorithms. 무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용 되어지고 있다. 무선 센서 네트워크는 보안, 군사감지, 환경관리, 산업제어, 홈 자동화 등 많은 영역에 적용된다. 하지만 네트워크를 구성하는 노드의 제한된 에너지에 한계로 활용범위가 제한되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 대표적 라우팅 프로토콜 중 LEACH-C를 기반으로 네트워크의 전송을 개선하여 에너지를 효율적으로 사용하는 LEACH-CCBD(Low Energy Adaptive Clustering hierarchy – Centrailized with Cluster and Basestation Distance) 알고리즘을 제안한다. LEACH-CCBD 알고리즘은 클러스터 구성시 멤버노드들의 클러스터 소속에 대하여 멤버 노드로부터 클러스터의 거리와 클러스터 노드로부터 기지국까지의 거리를 합산한 값을 비교하여 선정 우선순위를 두어 클러스터 헤드를 소속시키는 기법이다. 제안한 LEACH-CCBD는 Matlab 시뮬레이션을 이용하여 각 프로토콜에 대한 성능 결과를 확인하였다. 실험결과 에너지 효율성이 LEACH, LEACH-C 알고리즘보다 우수함을 보였다.

성능 비교 항목들을 적용한 계층형 라우팅 프로토콜간의 성능비교

이종용 한국인터넷방송통신학회 2020 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.20 No.4

WSN is a wirelessly configured network of sensor nodes with limited power such as batteries. If the sensor node's battery is exhausted, the node is no longer available. Therefore, if the network is to be used for a long time, energy consumption should be minimized. There are many Wireless Sensor Network Protocols to improve energy efficiency, including Cluster-based and chain-based Protocols. This paper seeks to examine the performance evaluation of routing protocols studied separately for the improvement of performance in wireless sensor network. The criteria for comparison were selected as the LEACH protocol, a representative hierarchical routing protocol, and the comparison targets considered CHEF and FLCFP and LEACH-DFL routing protocols with Fuzzy Logic. Various criteria for performance comparison were presented in this paper, and the performance was compared through simulation of each protocol. The purpose is to present a reference point for comparing the performance of other protocols through the performance comparison of CHEF, FLCFP, and LEACH-DFL, protocols with LEACH and Fuzzy Logic, and to provide additional design methods for improving the performance of protocols. WSN은 배터리와 같은 제한된 전원을 가진 센서 노드가 무선으로 구성된 네트워크이다. 센서 노드의 배터리가모두 소모되면 해당 노드는 더는 동작하지 않으며, 일정 이상의 노드가 동작하지 않으면 네트워크는 제 역할을 하지못하게 된다. 따라서 노드의 에너지 효율을 높여 에너지 소모를 최소화하면 네트워크의 수명을 증가시킬 수 있다. 에너지효율을 높이기 위한 프로토콜은 다양하게 있으며, 그중 클러스터 방식과 체인 방식의 프로토콜이 있다. 본 논문은 무선센서 네트워크의 성능 향상을 위해 별도로 연구한 라우팅 프로토콜의 성능 평가를 검토하고자 한다. 비교 기준은 대표적인 계층 라우팅 프로토콜인 LEACH 프로토콜로 선택되었으며, 비교 대상은 CHEF와 FLCFP, LEACH-DFL 라우팅 프로토콜로 퍼지 로직과 함께 고려되었다. 본 논문에서는 성능 비교를 위한 다양한 기준이 제시되었으며, 각 프로토콜의 시뮬레이션을 통해 성능을 비교하였다. CHEF, FLCFP, LEACH-DFL의 성능 비교, LEACH, Puzzy Logic과의 프로토콜 등을 통해 다른 프로토콜의 성능을 비교하기 위한 기준점을 제시하고, 프로토콜의 성능 향상을 위한 추가적인 설계 방법을제공하는 것을 목적으로 한다.

Applying to Optimization Multi-Hop Layered LEACH Routing Protocols in Wireless Sensor Network

Jong-Yong Lee,Daesung Lee 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Multimedia and Ubiquitous Vol.11 No.11

In this paper, the ML-LEACH routing protocol for the improvement of the performance of in wireless sensor networks is studied. ML-LEACH is derived from LEACH routing protocols. ML-LEACH is a Multi-Hop Layer. ML-LEACH is proposed to compensate for a phenomenon that the energy consumption of the protocols of the sharp drop in the disadvantage of a wide sensor field of LEACH routing protocol. ML-LEACH routing protocol is set upin the environment in accordance with the specific number of Layer and a node in a wireless sensor network and its performance is compared. The simulation MATLAB is used tolet derives the number of Layer and the number of cluster heads.

Fuzzy를 적용한 LEACH Protocol 기반 무선 센서 네트워크 프로토콜

이종용 한국인터넷방송통신학회 2017 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.17 No.4

무선 센서 네트워크는 현실로부터 데이터 수집이 가능한 센서가 장착된 노드들이 무선으로 구성된 네트워크이다. 센서 노드들이 무선으로 구성되었기 때문에 배터리와 같은 제한된 전원을 가지게 된다. 센서 노드의 배터리가 모두 소모되어 버리면 해당 노드는 더 이상 사용할 수 없게 되며, 일정 이상의 노드가 죽으면 네트워크는 제 역할을 못하게 된다. 에너지 효율을 높이기 위한 무선 센서 네트워크 프로토콜은 여러 가지가 있으며, 그 중 LEACH Protocol이 대표적이다. LEACH Protocol은 클러스터 기반 프로토콜로 센서 공간을 클러스터로 나누어 노드 간 송수신을 한다. 그렇기 때문에 클러스터가 어떻게 구성되었느냐에 따라 에너지의 소모양이 줄어들기도 늘어나기도 한다. 클러스터 선정하는 방법을 Fuzzy를 이용하여 개선한 세 종류 프로토콜과 기존 LEACH Protocol의 네트워크 수명을 비교해보고자 한다 A wireless sensor network is a network in which nodes equipped with sensors capable of collecting data from the real world are configured wirelessly. Because the sensor nodes are configured wirelessly, they have limited power such as batteries. If the battery of the sensor node is exhausted, the node is no longer usable.If more than a certain number of nodes die, the network will not function. There are many wireless sensor network protocols to improve energy efficiency, among which LEACH Protocol is a typical example. The LEACH protocol is a cluster-based protocol that divides sensor space into clusters and transmits and receives data between nodes. Therefore, depending on how the cluster is structured, the shape of the energy cow may decrease or increase. We compare the network lifetimes of the existing LEACH protocols and the three types of protocols that have been improved using fuzzy methods for cluster selection

The Improved Energy Efficient LEACH Protocol Technology of Wireless Sensor Networks

Surendra Shrestha,Young Min Kim,Kyedong Jung,Jong-Yong Lee 한국인터넷방송통신학회 2015 International Journal of Internet, Broadcasting an Vol.7 No.1

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.

DL-LEACH : 무선 센서 네트워크를 위한 계층형 멀티 홉 라우팅 프로토콜

이창희,이종용 한국인터넷방송통신학회 2015 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.15 No.5

본 논문은 무선 센서 네트워크의 계층형 라우팅 프로토콜 중 대표적인 알고리즘인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)의 원거리 전송 시의 에너지 효율이 급감하는 현상을 개선하기 위하여 DL-LEACH (Dual-hop Layered LEACH) 프로토콜을 제안한다. 이는, 데이터 전송에 듀얼 홉(dual hop : 싱글 홉 + 멀티 홉) 방식을 도입하여 근거리 전송에서는 부분적 싱글 홉 방식을, 원거리 전송에는 클러스터 헤드 간의 멀티 홉 전송 방식을 도입하였다. 제안된 DL-LEACH는 듀얼 홉 전송 방식을 사용하여 원거리 전송의 경우에는 클러스터 헤드의 에너지 소모를 줄이고, 근거리 전송의 경우에는 전송 루틴을 단순화하고 전송 거리를 줄여 센서 노드의 에너지 효율을 증가시켰다. 그러므로 일반적인 LEACH에 비교하여 넓은 센서 필드에 적합하다. 제안된 방법을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. This paper proposes to increase the node energy effienciecy, which rapidly drops during the transmission of LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierachy), using the method of DL-LEACH (Dual-hop Layered LEACH). By introducing dual-hop method in the data transmission, the proposed single-hop method for short-range transmission and multi-hop transmission method between the cluster heads for remote transmission was introduce. By introducing a partial multi-hop method in the data transmission, a single-hop method for short range transmission method between the cluster heads for remote transmission was introduces. In the proposed DL-LEACH, the energy consumption of cluster head for remote transmission reduces and increases the energy efficiency of sensor node by reducing the transmission distance and simplifying the transmission routine for short-range transmission. As compared the general LEACH, it was adapted to a wider sensor field.

네트워크 공간에서 LEACH-Mobile 프로토콜을 이용한 이동 노드의 효율적인 데이터 전송기법

이철(Cheol Lee) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.7

The Improved Energy Efficient LEACH Protocol Technology of Wireless Sensor Networks

Shrestha, Surendra,Kim, Young Min,Jung, Kyedong,Lee, Jong-Yong The Institute of Internet 2015 International Journal of Internet, Broadcasting an Vol.7 No.1

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.

The Comparison of Performance Hierarchical Routing Protocols in Wide Area Sensor Field

SeaYoung Park,KyeDong Jung,Jong-Yong Lee 한국인터넷방송통신학회 2016 International Journal of Internet, Broadcasting an Vol.8 No.1

Studies have been made for the wireless sensor network protocols by a number of researchers to date. In particular, the studies as to the hierarchical protocol LEACH algorithm was concentrated. Various studies have been derived for the performance of the protocol is based on the LEACH protocol have been made. Improved algorithms have been proposed continuously. On the other hand, The performance comparison and evaluation of the improved algorithm is insufficient. Therefore, we compared the performance for the ML-LEACH (Multi Hop-Layered) and DL-LEACH (Dual Hop-Layered) been derived mainly LEACH. scalability, energy consumption, CH elected, network lifetime were selected as a Performance evaluation items.