무선 센서 네트워크를 위한 셀룰러 오토마타 기반의 노드 스케줄링 제어 (Cellular-Automata Based Node Scheduling Scheme for Wireless Sensor Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지B / 39권 / 10호 / 708 ~ 714페이지
· 저자명 : 변희정, 손수국

초록

무선 센서 네트워크는 일반적으로 에너지를 위해 배터리에 의존하는 밀집되게 배치된 센서 노드들로 구성된다.
이와 같이 여러 개로 밀집되게 배치된 센서 노드들은 에너지 낭비 및 센서 데이터의 높은 중복 전송을 야기한다.
상기 전원 관련 제약 및 높은 중복성과 같은 양자 문제는 센서 노드들 간의 적절한 노드 활동 스케줄링에 의해해결될 수 있다. 본 논문에서는 우수한 커버리지 성능 보장 및 노드들 간 에너지 절약과 네트워크 수명의 연장을 위한 셀룰러 오토마타 (CA) 기반의 노드 스케줄링 알고리즘이 제안된다. 또한 CA 프레임워크에 기반하여 노드 스케줄링 알고리즘의 새로운 수학적 모델을 제안한다. 제안한 알고리즘은 스케줄링 결정을 위해 노드 내 지역환경 조건의 변경 및 인접 노드들의 상태 정보를 이용한다. 본 논문은 제안한 방식을 적용한 시스템의 동작을 분석하고 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 알고리즘이 센싱 커버리지 품질을 유지하면서 유의한 에너지 절약을 갖춘에너지 균형을 보장함을 확인하였다.

영어초록

Wireless sensor networks (WSNs) generally consist of densely deployed sensor nodes that depend on batteriesfor energy. Having a large number of densely deployed sensor nodes causes energy waste and high redundancyin sensor data transmissions. The problems of power limitation and high redundancy in sensing coverage can besolved by appropriate scheduling of node activity among sensor nodes. In this paper, we propose a cellularautomata based node scheduling algorithm for prolonging network lifetime with a balance of energy savingsamong nodes while achieving high coverage quality. Based on a cellular automata framework, we propose a newmathematical model for the node scheduling algorithm. The proposed algorithm uses local interaction based onenvironmental state signaling for making scheduling decisions. We analyze the system behavior and derive steadystates of the proposed system. Simulation results show that the proposed algorithm outperforms existing protocolsby providing energy balance with significant energy savings while maintaining sensing coverage quality.

참고자료

· 없음