무선 센서 네트워크에서 링크 비용 최적화를 고려한 감시·정찰 환경의 트리 기반 라우팅 알고리즘에 대한 연구 (A Tree-Based Routing Algorithm Considering An Optimization for Efficient Link-Cost Estimation in Military WSN Environments)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지B / 37권 / 8호 / 637 ~ 646페이지
· 저자명 : 공준익, 이재호, 강지헌, 엄두섭

초록

최근 많은 응용 분야에서 무선 센서 네트워크 기술의 요구가 급증하고 있다. 특히 사람이 접근하기 어려운 환경에 센서 노드들을 설치하면 스스로 네트워크를 형성하고 사용자가 원하는 정보를 쉽게 획득할 수 있다. 그러나무선 센서 네트워크에서 각 센서 노드들은 소형의 배터리를 사용하기 때문에 에너지를 효율적으로 관리해야 한다. 침입 탐지와 같은 응용에서는 침입자가 언제 나타날지 모르기 때문에, 에너지 효율이 높은 알고리즘으로 네트워크 수명을 연장시키는 노력이 요구된다. 본 논문에서는 침입 탐지 응용에서 데이터 전송의 신뢰성을 위해 트리 기반의 라우팅 알고리즘을 제안한다. 본 제안 방식은 데이터 집중으로 소모되는 에너지를 막기 위하여 부모와자식 노드의 링크 설정 시 Load-balancing을 고려한 최적의 링크 비용을 계산하고, 효율적인 라우팅 테이블 관리로 센서 노드의 한정된 메모리 자원의 효율을 높였다. 또한 감시·정찰 환경에서는 침입자의 움직임을 예측할 수없기 때문에 현실적인 군 운영 환경을 고려하여 다음의 시나리오를 설계하였고, 이에 대한 지연시간, 에너지 소모량 등의 성능을 시뮬레이션 결과를 통하여 입증하였다. 각 시나리오는 첫 번째로 침입자가 노드 설치 경로를따라 이동하는 경우, 두 번째는 침입자가 노드 설치 경로를 가로지르는 경우, 마지막으로 침입자가 노드 설치 경로를 따라 이동하는 중에 이탈하는 경우로 구분하여 시험하였다

영어초록

Recently, Wireless Sensor Networks (WSNs) are used in many applications. When sensor nodes are deployed on special areas, where humans have any difficulties to get in, the nodes form network topology themselves. By using the sensor nodes, users are able to obtain environmental information. Due to the lack of the battery capability, sensor nodes should be efficiently managed with energy consumption in WSNs. In specific applications (e.g. in intrusion detections), intruders tend to occur unexpectedly. For the energy efficiency in the applications, an appropriate algorithm is strongly required. In this paper, we propose tree-based routing algorithm for the specific applications, which based on the intrusion detection. In addition, In order to decrease traffic density, the proposed algorithm provides enhanced method considering link cost and load balance, and it establishes efficient links amongst the sensor nodes. Simultaneously, by using the proposed scheme, parent and child nodes are (re-)defined. Furthermore, efficient routing table management facilitates to improve energy efficiency especially in the limited power source. In order to apply a realistic military environment, in this paper, we design three scenarios according to an intruder’s moving direction; (1) the intruder is passing along a path where sensor nodes have been already deployed. (2) the intruders are crossing the path. (3) the intruders,who are moving as (1)’s scenario, are certainly deviating from the middle of the path. In conclusion, through the simulation results, we obtain the performance results in terms of latency and energy consumption, and analyze them. Finally, we validate our algorithm is highly able to adapt on such the application environments.

참고자료

· 없음