전자공학회논문지 (Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
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WBAN 환경에서 효율적인 데이터 전송을 위한 모바일 싱크기반의 클러스터 토폴로지 알고리즘

Cluster Topology Algorithm for Efficient Data Transmission in Wireless Body Area Network based on Mobile Sink

  • 이준혁 (한국정보통신기능대학 정보통신설비과)
  • Lee, Jun-Hyuk (Korea Information & Communication Polytechnic College)
  • 투고 : 2012.07.26
  • 발행 : 2012.12.25
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초록

WBAN은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스를 무선으로 연결하여 통신하는 근거리 무선통신 기술로 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리, 데이터 링크, 네트워크, 응용계층에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN 기술은 전력제한 및 생체특성을 반영하여 센서와 지그비 디바이스를 사용하여 에너지 효율적으로 구성한다. 무선 센서 네트워크는 다수의 센서노드와 센서노드가 전송하는 센싱 데이터를 수집하는 싱크노드로 구성된다. 센서노드는 넓은 지역에 정해진 형태 없이 배치되어 프로토콜에 의해 자가구성 능력을 가진다. 싱크노드는 고정 싱크노드와 모바일 싱크노드로 구분되고 모바일 싱크노드는 전체 네트워크의 에너지 소모를 분산시켜 고정싱크 노드보다 네트워크의 라이프 타임이 증가하는 장점이 있다. 센서노드의 제한된 에너지 자원은 WBAN의 에너지 효율측면에서 중요한 문제이다. 본 논문에서는 모바일 싱크노드 기반의 WBAN 환경에서 효율적인 데이터 전송을 위한 클러스터 토폴로지 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 그리드 기반의 라우팅 프로토콜 및 TDMA 기반의 스케줄링 알고리즘의 장점을 바탕으로 인접한 클러스터의 중첩영역을 최소화하고 클러스터 헤더의 데이터 부담을 감소시켜 수집지연 및 오버헤드가 빈번하게 발생하는 WBAN 환경의 무선 센서 네트워크에서 우수한 성능을 보였다.

The WBAN technology means a short distance wireless network which provides each device interactive communication by connecting devices inside and outside of body. Standardization on the physical layer, data link layer, network layer and application layer is in progress by IEEE 802.15.6 TG BAN. Wireless body area network is usually configured in energy efficient using sensor and zigbee device due to the power limitation and the characteristics of human body. Wireless sensor network consist of sensor field and sink node. Sensor field are composed a lot of sensor node and sink node collect sensing data. Wireless sensor network has capacity of the self constitution by protocol where placed in large area without fixed position. Mobile sink node distribute energy consumption therefore network life time was increased than fixed sink node. The energy efficient is important matter in wireless body area network because energy resource was limited on sensor node. In this paper we proposed cluster topology algorithm for efficient data transmission in wireless body area network based mobile sink. The proposed algorithm show good performance under the advantage of grid routing protocol and TDMA scheduling that minimized overlap area on cluster and reduced amount of data on cluster header in error prone wireless sensor network based on mobile sink.

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