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태양 에너지 수집형 센서 네트워크에서 모바일 싱크를 지원하기 위한 클러스터 기반 에너지 인지 데이터 공유 기법
이홍섭(Hong Seob Lee),이준민(Jun Min Yi),김재웅(Jaeung Kim),노동건(Dong Kun Noh) 한국정보과학회 2015 정보과학회논문지 Vol.42 No.11
배터리 기반 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks, WSN)는 고정된 자원으로 인해 제한된 수명을 갖지만, 태양 에너지 기반 WSN은 에너지가 주기적으로 계속 공급되어, 하드웨어적인 문제가 없는 한 영원히 동작할 수 있다. 한편, 모바일 싱크를 활용한 기법은 데이터 전송 경로를 단축하여 센서의 에너지 소모량을 감소시킬 수 있지만, 비효율적인 싱크의 이동은 에너지 낭비를 초래할 수 있다. 이에 따라 모바일 싱크와 클러스터링을 혼합한 기법들이 제안되고 있지만, 클러스터링은 에너지 불균형 문제로 인한 네트워크 수명 단축을 야기한다. 따라서 본 연구에서는 태양 에너지 기반 WSN에서 모바일 싱크를 효과적으로 지원하기 위한 CE-DSS를 제안한다. CE-DSS는 에너지를 효율적으로 활용해 각 노드의 정전시간을 최소화하면서, 각 클러스터의 데이터를 공유한다. 이로 인해 네트워크 신뢰도가 향상되고, 모바일 싱크의 이동 거리가 단축되어 싱크의 에너지 사용량이 감소된다. In contrast with battery-based wireless sensor networks (WSNs), solar-powered WSNs can operate for a longtime assuming that there is no hardware fault. Meanwhile, a mobile sink can save the energy consumption of WSN, but its ineffective movement may incur so much energy waste of not only itself but also an entire network. To solve this problem, many approaches, in which a mobile sink visits only on clustering-head nodes, have been proposed. But, the clustering scheme also has its own problems such as energy imbalance and data instability. In this study, therefore, a cluster-based energy-aware data-sharing scheme (CE-DSS) is proposed to effectively support a mobile sink in a solar-powered WSN. By utilizing the redundant energy efficiently, CE-DSS shares the gathered data among cluster-heads, while minimizing the unexpected black-out time. The simulation results show that CE-DSS increases the data reliability as well as conserves the energy of the mobile sink.