무선 센서 네트워크를 위한 Radio-Aware 라우팅 알고리즘

Abstract

Wireless Sensor Networks consist of hundreds to thousands of sensor nodes that have limited resource like power, memory and processing capabilities. If the battery of sensor node that has energy limitation is dead, data will not be transmitted in the network anymore and it will reduce network lifetime. The researcher that study routing protocol in Wireless Sensor Networks has to consider not only energy efficiency but also reliable transmission when the network topology is changed caused by mobility of sensor nodes, node trouble, energy exhaustion, fading and node failure etc. In this paper, we propose a directed diffusion based energy efficient algorithm for reliable data transmission. Instead of exploratory data flooding, data are forwarded on a route having the best link quality. We use rerouting algorithm to follow an alternative link in case of a node failure from source to sink. Energy efficiency has been improved by avoiding exploratory data flooding. Simulation results show that the proposed algorithm is more efficient than directed diffusion in terms of energy efficiency and reliable data transmission.; 무선 센서 네트워크는 제한된 자원을 가진 수많은 센서 노드들로 이루어져 있고, 특히, 에너지 제한이 있는 센서 노드의 에너지를 다 소모했을 경우 데이터 전송이 원활하지 않고, 전체 네트워크의 수명이 단축되기 때문에 에너지를 효율적으로 사용해야 한다. 무선 센서 네트워크에서 고려되어야 할 부분은 에너지 효율성뿐만 아니라 무선 센서 네트워크 특성상 센서 노드의 이동 및 기존 노드들의 고장, 에너지 고갈, 새로운 노드의 추가, fading, node failure 등과 같은 토폴로지의 빈번한 변화에 따른 신뢰성 있는 데이터 전송을 고려해야한다. 본 논문에서는 directed diffusion 기반의 신뢰성 있는 데이터 전송 및 에너지 효율성을 높이기 위한 알고리즘을 제안한다. cross-layer기법을 이용하여 노드 간 링크의 에러율을 고려해 링크품질이 좋은 노드를 경유하여 데이터를 전송하도록 함으로써 신뢰성 있는 전송을 하도록 하였다. 데이터 전송 도중 데이터경로 상에 있는 노드에 에러 발생 시 더 이상 데이터가 전송 되지 않는 문제점을 해결하기 위해 재전송 알고리즘을 추가하였다. 그리고 exploratory data 단계를 제거함으로써 데이터경로를 강화하는 단계 없이 바로 데이터를 전송하도록 하여 에너지 효율성을 높였다. directed diffusion과 제안한 알고리즘의 비교 실험을 통해 전송률과 에너지 효율성의 높임을 보인다.