무선 센서 네트워크에서 신뢰성 있는 데이터 전달을 위한 통신 반경 분리형 다중 경로 라우팅 프로토콜 (Radio-disjoint Geographic Multipath Routing for Reliable Data Transfer in Lossy Wireless Sensor Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보과학회
· 수록지 정보 : 정보과학회논문지 : 정보통신 / 39권 / 3호 / 267 ~ 275페이지
· 저자명 : 이정철, 박호성, 오승민, 임용빈, 김상하

초록

위치 정보를 기반한 다중 경로 라우팅 방안은 노드 또는 링크의 실패가 빈번히 발생하기 쉬운 무선 센서 네트워크에서 소스-싱크 사이의 종단간 데이터 전달의 신뢰성을 향상시키는 효과적인 라우팅 방안으로 알려져 있다. 그런데, 다중 경로가 일정부분 중첩되거나 교차하게 되면 중복된 경로에 속하는 노드들에 다량의 트래픽이 집중되어 해당 노드들의 에너지 고갈을 야기할 수 있다. 또한, 이러한 중첩 노드의 실패는 하나의 경로의 실패가 아닌 다중 경로의 실패로 직결될 수 있다. 따라서 현재까지 무선 센서 네트워크에서, 다중 경로 상의 노드들을 각각 하나의 경로에만 속하게 구성하는 노드 분리형 다중 경로 라우팅 방안들이 많이 제안되었다. 하지만, 실제적인 무선 환경에서는 이러한 노드 분리형 라우팅 방안이 사용되더라도 여전히 데이터 전송 실패 및 손상된 패킷 수신과 같은 문제점들이 발생할 수 있다. 왜냐하면 일반적인 센서 노드들은 전방향성 안테나를 통하여 상호 통신하므로, 노드 단위로 분리된 경로들도 서로 인접하여 구성된다면 데이터 전송시 충돌의 가능성이 매우 높기 때문이다. 따라서 본 논문에서는, 통신 반경 단위로 분리된 새로운 다중 경로 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 각각의 경로를 센서 노드의 통신 반경만큼 떨어뜨린 채로 구성하며, 소스 주변 또는 싱크 주변과 같이 불가피하게 겹치는 구간의 경로들에 대하여 지역적으로 전송 순서를 스케쥴링하는 기법을 사용한다. 제안된 프로토콜은 다양한 시뮬레이션을 통하여 기존 방안보다 종단간 패킷 전송 성공률 측면에서 우수함을 보인다.

영어초록

Geographic multipath routing is one of the most appropriate approaches which can improve the end-to-end reliability via multiple paths for the wireless sensor networks that have frequent network dynamics such as both node and link failures. It has been focused on how to construct a node-disjoint multipath that an intermediate node should be belonged by only a single path. It is because that if two or more paths share one intermediate node, the node may be congested by multiple traffics. Even it might bring multiple path failures if the shared node fails. However, if the node-disjoint multipath schemes are used, there might be another significant problem such as transmission failure or corrupted packet reception due to collisions between adjacent paths. Therefore, we propose a radio-disjoint geographic multipath scheme to avoid the collisions, which allow multiple paths to keep a certain distance between each other. Unfortunately, this simple idea still remains inevitable interference regions, i.e., both source side and destination side. So we eliminate the interferences in these regions by using local scheduling algorithms. We demonstrate that the proposed protocol shows better performance than the previous studies via extensive simulation in terms of end-to-end packet delivery ratio and the end-to-end delay.

참고자료

· 없음