센서 네트워크에서 이웃 단말의 잔여 에너지량을 고려한 분산적 클러스터 헤드 선정 기법
Distributed Clustering Scheme using Local Energy Estimation in WSN
- 주제(키워드) 센서 네트워크 , 클러스터링
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 민성기
- 발행년도 2008
- 제출일 2008-07-08
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 컴퓨터학과
- 세부전공 전산학전공
- 원문페이지 43 p
- 본문언어 한국어
- 제출원본 000045502698
초록/요약
클러스터링을 사용하는 센서 네트워크에서 클러스터 헤드의 역할을 하는 단말은 다른 단말들에 비해 에너지를 급격히 소모하게 되므로, 주기적으로 헤드를 재 선출하여 에너지의 부담이 한 단말에만 집중되는 것을 막게 된다. HEED에서는 클러스터 헤드 선출 시에 각각의 단말이 자신의 잔여 에너지량을 고려하여 클러스터 헤드가 되는 확률을 정하고, 이를 사용한 반복적인 선출을 통해서 클러스터 구성을 완료한다. 이 과정에서 클러스터 구성을 위한 시간의 한계를 정하기 위해 잔여 에너지량이 일정량보다 적으면 특정 값으로 고정하여 확률을 계산하는데, 이로 인해 시간이 흐름에 따라 단말들의 잔여 에너지량이 적어져서 에너지의 고려가 더욱 필요한 상황이 될수록 오히려 단말들 간의 잔여 에너지량의 비교가 정상적으로 이루어지지 않는다는 단점을 가진다. 본 논문에서는 HEED가 가지는 위와 같은 단점을 보완하는 새로운 클러스터 헤드 선출 방식으로서 DCLEE (Distributed Clustering using Local Energy Estimation)를 제안하고 있으며, 이는 각각의 단말이 추가적인 통신 과정 없이 주위 단말들의 잔여 에너지량을 추정하여 자신이 클러스터 헤드가 될 확률을 조정하는 방식이다.
more초록/요약
In this paper, we present a Distributed Clustering Scheme using Local Energy Estimation (DCLEE) in the Wireless Sensor Network (WSN) by modifying the cluster head election algorithm in well-known sensor network clustering protocol, HEED. At cluster set-up phase of HEED, each node set its probability to be a cluster head (CHprob), and the probability reflects the node’s remained energy level. In proportion to the lapse of time since the HEED network’s start, CHprob of overall nodes grow smaller because it is proportioned to energy. It causes the increase of cluster set-up time, and also causes inappropriate probability comparison between low energy nodes. DCLEE improves calculation formula of CHprob in HEED by using local energy average of neighbor nodes. In simulation of DCLEE with HEED, the results show that DCLEE does not causes change of overall nodes’ CHprob, and does not increase cluster set-up time with the lapse of time. The simulation results also show that DCLEE can make good head decision between low energy nodes, by make fewer numbers of dead nodes in each simulation time.
more목차
1 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 논문의 구성 5
2 관련연구 6
2.1 계층적 센서 네트워크 프로토콜의 종류 6
2.2 HEED 11
3 이웃 단말의 잔여 에너지량을 고려한 분산적 클러스터 헤드 선정 기법 15
3.1 프로토콜 동작 방식 15
3.2 이웃 단말의 평균 잔여 에너지량 계산시 고려할 점 21
4 결과 분석 23
4.1 시뮬레이션 환경 25
4.2 시뮬레이션 결과 26
4.2.1 라운드별 CHprob 값의 변화 26
4.2.2 라운드별 클러스터 구성 시간의 변화 28
4.2.3 라운드별 헤드 단말의 비율 29
4.2.4 라운드별 죽은 단말 수의 비교 30
5 결론 32
참고문헌 35
감사의 글 38
