DOI QR코드

DOI QR Code

A Hierarchical Data Dissemination Protocol in Large-Scale Wireless Sensor Networks

대규모 무선 센서 네트워크에서 계층적 데이터 전달 프로토콜

  • 추성은 (전남대학교 전자컴퓨터공학부) ;
  • 강대욱 (전남대학교 전자컴퓨터공학부)
  • Published : 2008.08.30

Abstract

In large-scale wireless sensor networks, the deployed nodes cannot be replaced or recharged after first deployment. Also, dead nodes maγ lead to the partition of whole networks. While performing data dissemination under a battery power constraint, energy efficiency is a key design factor of routing protocol. As a solution for the efficient data dissemination, in this paper, we propose a protocol namely Hierarchical Data Dissemination (HDD) which provides scalable and efficient data delivery to multiple sources and mobile sinks. HDD uses the facts that sink nodes are central gathering Points and source-centric data forwarding paths are constructed and it is maintained with two-tier communications. The performance of HDD is compared with TTDD about the energy consumption, data delivery time and data success ration. The extensive simulation results show that HDD Routing Protocol outperforms TIDD by more than $1.5{\sim}3times$ on energy consumption.

대규모 무선 센서 네트워크에서 센서 노드들이 배치된 이후에는 에너지 충전이나 노드의 재배치가 매우 어렵고, 일부 센서 노드들의 에너지가 고갈될 경우 전체 네트워크의 분할로 이어진다. 이러한 제한된 조건하에서 효율적인 에너지 소비를 고려한 데이터 전달은 라우팅 프로토콜 설계의 핵심 요소이다. 본 논문에서는 다수의 소스 노드와 이동성 싱크 노드를 가진 무선 센서 네트워크 환경에서 에너지 효율성을 제공하는 계층적 데이터 전달프로토콜인 HDD (Hierarchical Data Dissemination)를 제안한다. 계층적 데이터 전달 프로토콜은 싱크 노드가 데이터 수집의 중심노드라는 점을 착안하여 싱크 노드 중심의 데이터 전달 경로를 구성하고, 이 경로가 이중계층(Two-Tier)통신을 통해 유지 되도록 한다. 실험을 통해 HDD 라우팅 프로토콜과 기존에 제안된 TIDD (Two-Tier Data Dissemination) 라우팅 프로토콜의 전체 소모된 에너지량, 데이터 전송 시간 및 데이터 전송 성공률을 비교 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제안하는 HDD 라우팅 프로토콜은 TIDD 보다 약 1.5배에서 3배정도의 에너지 절감 효과를 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. B. Krishnamachari, Networking Wireless Sensors, Cambridge University Press, 2005
  2. I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankara, and E. Cayirci, "A Survey on Sensor Networks," IEEE Commun. Mag., vol.40, no.8, pp.102-114, August 2002
  3. H. Luo, F. Ye, J. Cheng, S. Lu, and L. Zhang, "TTDD: Two-Tier Data Dissemination in Large-Scale Wireless Sensor Networks," ACM/Kluwer MONET, Special Issue on ACM MOBICOM, January 2005
  4. W. Zhang and G. Cao, "DCTC: Dynamic Convoy Tree-Based Collaboration for Target Tracking in Sensor Networks," IEEE Trans. on Wireless Commun., September 2004
  5. L. Choi, K. S. Choi, J. S. Kim, and B. J. Park, "Virtual Sink Rotation: Low-Energy Scalable Routing Protocol for Ubiquitous Sensor Networks," EUC Workshops, LNCS 3823, pp.1128-1137, December 2005
  6. R. C. Shah, S. Jain, W. Brunette, "Data MULEs: Modeling a Three-Tier Architecture for Sparse Sensor Networks," Proceedings of IEEE SNPA, May 2003
  7. Network Simulator ns2 http://www.isi.edu/nsnam/ns