Construction of Energy-Efficient Data Aggregation Tree in Wireless Sensor Networks
무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 데이터 병합 트리의 생성 방법

Hyun-Ho Choi
2016 The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences  
A construction method of energy-efficient data aggregation tree is proposed by considering a tradeoff between acquisition time and energy consumption in wireless sensor networks. This proposed method constructs the data aggregation tree to minimize the link cost between the connected nodes for reducing energy consumption, while minimizing the maximum distance between sensor nodes and a sink node for rapid information gathering. Simulation results show that the proposed aggregation tree can be
more » ... ation tree can be generated with low complexity and achieves high energy efficiency compared to conventional methods. Ⅰ. 서 론 무선 센서 네트워크(wireless sensor network; WSN)는 성능 향상을 위하여 데이터 병합(data aggregation) 기술을 사용해왔다 [1] . 싱크(sink)노드로 데이터가 모이는 WSN 환경에서 데이터 병합 기회를 늘리기 위해서는 트리 구조가 유리한데, 이와 같이 데 이터 병합을 활성화시키는 트리 구조를 데이터 병합 트리라 부른다 [2] . WSN에서 데이터 병합 트리에 대한 연구는 WSN 의 에너지 제약 문제로 인하여 대부분 노드의 에너지 소모를 줄이거나 네트워크의 생존시간을 증대시키기 위한 목적으로 연구되어 왔다 [2],[3] . 하지만 에너지 소 모를 줄이고자 데이터 병합을 많이 하게 되면 센싱 정 보의 수집 시간이 증가하는 손해가 발생한다. 데이터 병합 트리의 구조에 따라서 센싱 정보의 수집 시간과 노드의 에너지 소비량 간에는 트레이드오프(tradeoff) 관계가 있다고 알려져 있지만, 기존 데이터 병합 트리 에 관한 연구에서는 서비스 품질에 해당하는 정보 수 집 시간을 고려하지 않고 에너지 소비를 줄이는데 주 안점을 두었다. 본 논문에서는 이러한 두 성능간의 트 레이드오프를 고려하여 노드의 에너지 소비를 최소화 하면서도 빠른 시간 내에 센싱 정보를 수집하는 에너지 효율적인 데이터 병합 트리의 생성 방법을 제안한다. Ⅱ. 시스템 모델 및 문제 정의 고려하는 WSN는 k개의 노드를 가지며, 1~k-1번째 노드는 센서노드로 동작하며 k번째 노드는 싱크노드 가 된다. 모든 센서노드는 주기적으로 센싱 데이터를 발생시키며, 중간 노드는 모든 하위 노드의 센싱 데이 터를 병합하여 다음 노드로 전송한다. 병합시 입력된 다수의 센싱 데이터는 하나의 센싱 데이터 크기로 출
doi:10.7840/kics.2016.41.9.1057 fatcat:quukgr4qezehvkvx5jqqgxrnlq