The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication (한국인터넷방송통신학회논문지)

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QoS-guaranteed Routing for Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크를 위한 QoS 보장 라우팅

  • 허준영 (한성대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2011.10.11
  • Accepted : 2011.12.16
  • Published : 2011.12.31
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Abstract

In some applications of wireless sensor networks, requirements such as energy efficiency, real-time, and reliable delivery need to be considered. In this paper, we propose a novel routing algorithm for wireless sensor networks. It provides real-time, reliable delivery of a packet, while considering energy awareness. In the proposed algorithm, a node estimates the energy cost, delay and reliability of a path to the sink node, based only on information from neighboring nodes. Then, it calculates the probability of selecting a path, using the estimates. When packet forwarding is required, it randomly selects the next node. A path with lower energy cost is likely to be selected, because the probability is inversely proportional to the energy cost to the sink node. To achieve real-time delivery, only paths that may deliver a packet in time are selected. To achieve reliability, it may send a redundant packet via an alternate path, but only if it is a source of a packet. Experimental results show that the proposed algorithm is suitable for providing energy efficient, real-time, reliable communications.

무선 센서 네트워크는 응용에 따라 실시간 전송, 전송 보장 등의 QoS 요구 사항들을 필요로 한다. 동시에 무선 센서 네트워크의 에너지 제약을 감안한 에너지 효율성도 만족 시켜줘야 한다. 본 논문에서는 이러한 요구 사항들을 만족 시켜줄 수 있는 무선 센서 네트워크를 위한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 주변 노드의 정보만을 바탕으로 싱크 노드까지의 에너지 비용, 지연 시간, 신뢰성을 추정한다. 이 추정을 기반으로 경로를 선택하는 확률을 계산한다. 노드에서 패킷을 전송할 때 계산된 확률에 의해 다음 노드를 선택한다. 선택 확률은 싱크까지의 경로에 소모되는 에너지 비용과 반비례하도록 계산되기 때문에 에너지 비용이 적은 경로일수록 더 자주 선택된다. 실시간 전송을 위해서 제안 알고리즘은 패킷이 제 시간에 싱크까지 갈 수 있는 경로들 중에 선택된다. 신뢰성 있는 전송을 위해서는 노드가 패킷의 소스일 경우 추가 패킷을 다른 경로로 보내도록 할 수 있다. 실험 결과를 통해 제안 알고리즘이 에너지 효율성을 고려하면서 실시간 전송 및 신뢰성 전송을 향상 시킬 수 있음을 알 수 있다.

Keywords

References

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