무선 센서 네트워크의 링크 에러율을 고려한 에너지소모가 균등한 멀티 홉 라우팅 기법 = An Energy Balanced Multi-Hop Routing Mechanism considering Link Error Rate in Wireless Sensor Networks

국문 초록 (Abstract)

무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 수명은 배터리에 의해 제한되므로 에너지는 가장 중요한 고려사항이다. 기존의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜들은 대부분 에너지 소비를 최소화하기 위해 최소 에너지 경로를 사용하는데, 이는 노드들 간의 잔류에너지를 불균등하게 만든다. 그 결과 에너지 효율적인 경로 상에 있는 노드들의 전원이 빠르게 고갈되고 네트워크에 참여할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 노드들의 에너지 소모를 균등하게 만드는 기법들이 제안되고 있다. 무선 환경에서는 링크의 품질에 따른 재전송으로 불필요한 에너지 소모가 발생하는데 대부분의 기법들은 링크 에러율을 고려하지 않고 있다. 따라서, 본 논문에서는 잔여 에너지와 링크 에러율을 고려하여 균등한 에너지 소모를 가지는 클러스터 기반의 멀티 홉 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 링크 에러율을 고려하기 때문에 불필요한 재전송에 따른 에너지 소비를 줄이고 트래픽도 골고루 분산시킨다. 시뮬레이션 결과 타 기법에 비해 제안하는 기법은 재전송 횟수가 감소하여 에너지 효율적이었고, 에너지 소모가 균등한 경로를 사용하여 모든 노드가 네트워크에 참여하는 기간이 연장되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In wireless sensor networks, energy is the most important consideration because the lifetime of the sensor node is limited by battery. Most of the existing energy efficient routing protocols use the minimum energy path to minimize energy consumption, which causes an unbalanced distribution of residual energy among nodes. As a result, the power of nodes on energy efficient paths is quickly depletes resulting in inactive. To solve these problems, a method to equalize the energy consumption of the nodes has been proposed, but do not consider the link error rate in the wireless environment. In this paper, we propose a uniform energy consumption of cluster-based multi-hop routing mechanism considering the residual energy and the link error rate. This mechanism reduces energy consumption caused by unnecessary retransmissions and distributes traffic evenly over the network because considering the link error rate. The simulation results compared to other mechanisms, the proposed mechanism is energy-efficient by reducing the number of retransmissions and activation time of all nodes involved in the network has been extended by using the energy balanced path.

참고문헌 (Reference)

1 I. F. Akyldiz, "Wireless sensor networks: a survey" 38 (38): 393-422, 2002

2 J. N. Dehankar, "Survey on Energy Consumption in Wireless sensor Network" 2 (2): 2013

3 J. N. Al-Karaki, "Routing Techniques in wireless sensor networks : A Survey" 11 (11): 6-28, 2004

4 M. Singh, "Energy-Optimal and Energy-Balanced Sorting in a Single-Hop Wireless Sensor Network" 2003

5 W. Heinzelman, "Energy-Efficient Communication Protocol for Wireless Microsensor Networks" 3005-3014, 2000

6 Wenlin Wang, "ERNC : An Energy-balanced Routing Protocol based on Network Coordinate for Wireless Sensor Networks" 2 : 80-84, 2012

7 Fengyuan Ren, "EBRP: Energy-Balanced Routing Protocol for Data Gathering in Wireless Sensor Networks" 22 (22): 2011

8 Ok C. -S., "Distributed energy balanced routing for wireless sensor networks" 57 : 125-135, 2009

9 S. Olariu, "Design Guidelines for Maximizing Lifetime and Avoiding Energy Holes in Sensor Networks with Uniform Distribution and Uniform Reporting" 2006

10 J. You, "Context-aware Geographic Routing for Sensor Networks with Routing Holes" 2009

11 M. Dorigo, "Ant colony optimization: a new meta-heuristic" 1999

12 S. Bandyopadhyay, "An energy efficient hierarchical clustering algorithm for Wireless Sensor Networks" 3 : 1713-1723, 2003

13 K. Akkaya, "A survey on routing protocols for wireless sensor networks" 3 (3): 325-349, 2005

14 A. M. S. Saleh, "A Self-Optimizing Scheme for Energy Balanced Routing in Wireless Sensor Networks Using SensorAnt" 12 (12): 11307-11333, 2012

15 Z. Son, "A Hole Detour Scheme Using Virtual Position Based on Residual Energy for Wireless Sensor Networks" 6786 : 193-205, 2011