DOI QR코드

DOI QR Code

Mutual Exclusion based Localization Technique in Mobile Wireless Sensor Networks

이동 무선 센서 네트워크에서 상호배제 기반 위치인식 기법

  • 이좌형 (강원대학교 컴퓨터정보통신공학과) ;
  • 임동선 (한국전자통신연구원) ;
  • 정인범 (강원대학교 컴퓨터정보통신공학)
  • Received : 2009.10.13
  • Accepted : 2009.12.01
  • Published : 2010.06.30

Abstract

The localization service which provides the location information of mobile user, is one of important service provided by sensor network. Many methods to obtain the location information of mobile user have been proposed. However, these methods were developed for only one mobile user so that it is hard to extend for multiple mobile users. If multiple mobile users start the localization process concurrently, there could be interference of beacon or ultrasound that each mobile user transmits. In the paper, we propose LME, the localization technique for multiple mobile nodes in mobile wireless sensor networks. In LME, collision of localization between sensor nodes is prevented by forcing the mobile node to get the permission of localization from anchor nodes. For this, we use CTS packet type for localization initiation by mobile node and RTS packet type for localization grant by anchor node. NTS packet type is uevento reject localization by anchor node for interference avoidance.nghe experimental result shows that the number of interference between nodes are increased in proportion to the number of mobile nodes and LME provides efficient localization.

이동 사용자의 위치 정보를 제공하는 위치인식서비스는 센서네트워크가 제공하는 대표적인 서비스이다. 그동안 이동 사용자의 위치정보를 획득하기 위한 다양한 기법들이 제시되어 왔다. 하지만 대부분의 기법들은 단일 사용자인 경우만 고려하여 연구되어 이를 다중 사용자인 경우로 확장하기에는 문제가 있다. 여러 이동 사용자들이 한 지역에서 동시에 위치인식 작업을 수행하는 경우에 센서노드들이 발생시키는 라디오 주파수나 초음파 등이 서로 간에 간섭을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 여러 이동 사용자들이 동시 다발적으로 위치확인 작업을 수행하고자 하는 경우에 발생 가능한 간섭을 회피하도록 하는 LME기법을 제안한다. LME기법은 센서노드가 위치인식 작업을 수행하기 전에 주위에 있는 앵커노드를 선점하여 점유함으로써 노드간의 간섭을 방지한다. 이를 위해 IEEE 802.11에 정의된 CTS패킷을 자원 선점을 요청하는데 사용하며 RTS패킷을 자원 선점을 확인하는데 사용한다. 반대로 이미 앵커노드가 다른 노드에 의해 선점하여 위치인식 작업을 방해할 가능성이 있는 경우 해당 앵커노드들을 임계영역으로 정의한다. 임계영역 처리를 위한 NTS 패킷을 새로이 정의하여 노드 간에 간섭이 발생하지 않도록 한다. 추가적으로 거리측정 작업시 앵커노드간 동기화를 위한 STS패킷을 새로이 정의한다. 실험을 통하여 이동 사용자가 다수일 경우 노드 간에 간섭이 많이 발생함을 보이며 제안하는 LME기법이 위치인식 작업시 간섭을 방지함을 보인다.

Keywords

References

  1. I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasu bramaniam and E. Cayirci, "A Survey on Sensor Networks," IEEE Communications Magazine, pp. 102-114, August 2002.
  2. H. Henn, S. Hepper, K. Rindtorff, T. Schack, J. Burkhardt (Editor), "Pervasive Computing: Technology and Architecture of Mobile Internet Applications", Addison-Wesley Professional; 1st edition (January 15, 2002)
  3. Jeffrey Hightower, and Gaetano Borriello, "A Survey and Taxonomy of Location Systems for Ubiquitous Computing," Technical Report UW-CSE 01-08-03, University of Washington, Aug. 2001.
  4. J.Hightower and G. Borriello. "Location systems for ubiquitous computing", IEEE Computer, 34(8): 57-66, Aug 2001. https://doi.org/10.1109/2.940014
  5. 김 재호, 김영섭, 박옥선, 김성희, "유비쿼터스 위치기반 서비스 및 위치인식시스템 연구동향," ETRI 주간기술동향 통권 1127호, 2003년 12월.
  6. Andreas Savvides, Chih-Chieh Han, and Mani B. Strivastava, "Daynamic Fine grained localization in ad-hoc Networks of sensors," in Proceedings of the 7th annual ACM/IEEE international conference on mobile computing and networking (mobicom), Rome, Italy, 2001, pp. 166-179.
  7. N. Bulusu, J. Heidemann and D. Estrin, "GPS-less Low Cost Outdoor Localization for Very Small Devices," IEEE Personal Communications Magazine, 7(5):28-34, October 2000. https://doi.org/10.1109/98.878533
  8. Tian He, ChengduHuang, B. M. Blum, John A. Stankovic, and Tarek F. Abdelzaher, "Range-Free Localization Schemes in Large Scale Sensor Networks," 81-95, MobiCom 2003.
  9. D. Niculescu and B. Nath, "DV Based Positioning in Ad hoc Networks," In Journal of Telecommunication Systems,267-280 22(1-4) 2003. https://doi.org/10.1023/A:1023403323460
  10. L. Hu, D. Evans, "Localization for mobile sensor networks,", In proceedings of the 10th annual international conference on Mobile computing and networking, pp. 45-57, 2004
  11. S. Oh, S. Sastry, "A hierichical multiple target tracking algorithm for sensor networks,", In proceeding of the international conference on Robotics and Automation, pp. 2197-2202, 2005
  12. S. Min Lee, H. Cha, "A Locating Mechanism for Multiple Mobile Nodes in Wireless Sensor Networks,", In proceedings of the 11th IEEE International conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications, pp. 273-276, 2005
  13. J. Singh, U. Madhow, R. Kumar, S. Suri, and R. Cagley, "Tracking multiple targets using binary proximity sensors,", in proceedings of the 6th international conference on Information processing in sensor netoworks, pp. 529-538, 2007
  14. K. Yedavballi, B. Krishnamachari, and L. Venkatraman, "Fast/fair mobile localization in infrastructure wireless sensor networks," ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review, Vol. 11, Issue 1, pp. 29-40, 2007 https://doi.org/10.1145/1234822.1234828
  15. S. Yi, J. Yi, H. Cha, "Tracking multiple mobile objects using IEEE 802.15.4-based ultrasonic sensor devices," SAC 2007, pp. 1638-1639

Cited by

  1. 실내 NLOS환경에서 정밀도 향상을 위한 IEEE 802.15.4a 기반의 위치추정 알고리즘 vol.16, pp.8, 2010, https://doi.org/10.6109/jkiice.2012.16.8.1789