불균일 분포 무선 센서 네트워크에서 노드 밀도 기반 트리 생성을 이용한 에너지 효율적 클러스터링 프로토콜

Abstract

무선 센서 네트워크에서는 배터리로 작동하는 센서 노드의 에너지 소비를 줄이는 것이 네트워크 수명을 늘리는데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 불규칙적으로 분포되는 무선 센서 네트워크의 에너지 소비를 감소시키기 위해 DAMC 프로토콜을 제안한다. 모든 노드는 주변의 노드 밀도를 바탕으로 스스로 클러스터 헤드가 될 확률을 결정한다. 따라서 클러스터 헤드는 네트워크 전체에 균등하게 분배되고 모든 클러스터는 거의 동일한 센싱 면적을 갖게 된다. 또한 밀도가 높은 지역의 일정 노드는 수면 모드로 전환된다. 그리고 각 클러스터 내에 저 에너지 다중홉 전송을 위해 다단계 트리를 구성한다. DAMC에서는 불필요하게 소모적인 센싱과 전송이 현저하게 감소하고 클러스터 내에서 단일홉 전송보다는 다중홉 전송이 사용되기 때문에 네트워크 수명이 크게 늘어난다. 성능 평가 결과에 의하면, 제안한 DAMC 프로토콜은 기존의 통상적인 클러스터링 프로토콜보다 네트워크 수명을 대폭 연장시켜 준다는 것을 보여준다.