무선 선서네트워크에서 노드밀도를 고려한 클러스터링 기법

Abstract

본 논문에서는 불균일한 노드 분포환경에서 무선 센서네트워크의 에너지를 효율적으로 사용하여 네트워크 수명을 연장시킬 수 있는 새로운 클러스터링 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 노드밀도를 고려한 기법으로 클러스터 헤드 선출단계와 클러스터 반경 결정단계로 구성된다. 기존의 클러스터 헤드 선출방법은 노드의 에너지 정보를 반영하여 선출하는 방식으로 데이터 병합성능이 고려되지 않는다. 이에 비해 제안하는 기법은 클러스터 헤드 선출단계에서 인근 노드 밀도를 고려하여 높은 밀도를 가지는 노드가 헤드로 선출될 확률을 높이며 이를 통하여 클러스터의 데이터 병합성능을 향상시킨다. 클러스터 반경결정단계는 클러스터 최소반경에서 최대반경까지 반경 변화에 따른 데이터 병합성능을 평가하여 가변적으로 클러스터 반경을 결정한다. 따라서 고정크기로 클러스터를 구성하는 기존의 기법과 비교하여 노드간의 평균 메시지 전송거리를 감소시키고 데이터병합성능의 향상으로 에너지 소모를 줄일 수 있다. 성능평가를 수행함으로써, 불균일한 노드 분포 환경에서 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 에너지 사용효율이 높은 클러스터를 구성하여 네트워크의 생존 시간을 향상시켰음을 확인한다. 또한 노드 수 및 여러 환경변수의 변화에 따른 성능평가를 통해 특정 환경에 얽매이지 않고 다양한 환경에서도 성능이 보장됨을 검증한다.