KR101081933B1 - 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 전력 저감을 위한 통신 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 센서 네트워크에서 센서 노드에서 데이터 송신 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 센서 네트워크에서 센서 노드에서 소모 전력을 줄이기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 다수의 무선 센서 노들을 갖는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 전력 손실을 감소시키기 위한 통신 방법으로, 상기 무선 센서 노드들에서 둘 이상의 클러스터 헤드를 설정하는 과정과, 클러스터 헤드들 중 베이스 스테이션(BS)과 직접 통신하기 위한 소모 전력이 가장 작은 클러스터 헤드를 주 클러스터 헤드로 설정하는 과정과, 상기 각 클러스터 헤드들은 상기 무선 센서 노드들과 클러스터를 형성하여 센서 노드들로부터 정보를 취합하는 과정과, 상기 각 클러스터 헤드들은 취합된 정보를 상기 주 클러스터 헤드로 전송하는 과정과, 상기 주 클러스터 헤드는 상기 각 클러스터 헤드로부터 취합된 정보들을 수신하여 취합한 후 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 과정을 포함한다.
WSN, 센서 노드, 소모 전력, 클러스터, 클러스터 헤드
Description
본 발명은 무선 센서 네트워크에서 센서 노드에서 데이터 송신 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 센서 네트워크에서 센서 노드에서 소모 전력을 줄이기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, WSN)는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4의 워킹 그룹(Working Group)으로 시작되었다. WSN은 센서 노드(Sensor Node)와 싱크 노드(Sink Node)로 구성된다. 센서 노드는 사용자가 원하는 정보를 검출(sensing)하여 수집된 정보를 가공하여 무선으로 송/수신하는 노드이며, 싱크 노드는 센서 노드들로부터 수집되어 가공된 정보를 외부로 보내는 장치이다. 싱크 노드들은 소정의 네트워크를 통해 작업 관리자(Task Manager)와 같은 기기로 수집된 정보를 제공한다.
이와 같은 WSN을 구현하기 위해서는 센서 기술과 MEMS 기술 저전력 전자공학 기술 및 저전력 RF 설계 기술 등을 필요로 한다.
따라서 최근 마이크로 전자 기계 시스템 기술이 급속히 발전하면서, 저렴한 저전력의 센서 노드들이 개발되어 상용화되면서 다양한 범위 분야에서 무선 센서 네트워크를 구성할 수 있게 되었다.
그런데 WSN을 구성하는 관리자 또는 사용자가 원하는 지역에 흩뿌린 형태로 위치하며, 센서들간 자가구성(Self-Organizing) 능력을 통해 네트워크를 구성하게 된다. 따라서 WSN은 센서 노드들간 미리 결정된 특정의 통신 경로를 가지는 것이 아니라 센서 노드들간 서로 협력하여 통신하게 된다. 이러한 통신을 위해 일반적으로 센서 노드들간 무선 에드-혹(Ad-hoc) 라우팅 기법을 통해 데이터의 전송 경로가 결정된다.
그러면 센서 노드의 구성에 대하여 간략히 살펴보기로 한다. 센서 노드를 구성하는 요소로는 센서부, 처리부, RF부 및 전력 공급부를 포함한다.
먼저 센서부(sensor unit)는 센서 노드에서 사용자가 원하는 정보를 수집하기 위한 장치이다. 센서의 종류를 예를 들어 살펴보면, 유속을 측정하기 위한 센서, 풍량을 측정하기 위한 센서, 차량의 이동 및 이동 양을 측정하기 위한 센서, 온도의 변화를 검출하기 위한 센서 등 다양한 종류의 센서가 있다. 센서 노드는 이러한 센서들 중 사용자가 수집하고자 하는 정보의 대상에 따라 센서의 종류가 선택되며 단지 하나의 센서가 아니라 둘 이상의 센서를 가질 수도 있다.
또한 센서 노드는 센서에서 수집된 정보를 송신하기 위한 처리부(processing unit)를 포함한다. 이러한 처리부는 센서부에서 센싱된 정보를 센서 노드의 이름 또는 식별자 등과 함께 사용자에게 제공하기 위한 정보를 생성하며, 데이터 송신 경로를 결정하기 위한 제어를 수행한다.
무선부(RF unit)는 처리부에서 가공된 정보를 미리 결정된 소정의 무선 대역으로 상승 변환하여, 안테나를 통해 방사한다. 이를 통해 무선부에서 방사된 신호는 싱크 노드를 통해 또는 직접 다른 센서 노드 또는 싱크 노드 또는 작업 관리자 또는 사용자 컴퓨터 등과 같은 데이터 수집 장치로 전달된다.
그리고 전력 공급부는 센서부와 처리부 및 무선부에서 필요로 하는 전력을 공급한다. 일반적으로 전력 공급부는 전술한 바와 같이 WSN의 구성이 특정한 전력을 공급받을 수 있는 위치에 존재하지 않기 때문에 배터리와 같은 유한 전력을 가지게 된다. 그러므로 센서 노드의 생명 주기(Life Cycle)를 결정하는 요소는 센서의 수명이나 RF 기기의 수명 등으로 한정되기 보다는 배터리의 용량에 따라 결정되게 된다. 따라서 센서 노드에서 전력 소모를 줄이는 것은 매우 중요한 요소 중 하나이다.
이와 같이 센서 노드들의 생명 주기를 늘리기 위해서 다양한 종류의 프로토콜들이 제안되었다. 이 중 하나가 계층 구조를 갖는 클러스터 기반의 경로 결정 프로토콜이다.
클러스터 기반의 경로 결정 프로토콜들 중 대표적인 예로 낮은 에너지 적응 클러스터 계층 구조(Low Energy Adaptive Cluster Hierarchy, LEACH) 기법이 있다. LEACH 기법은 센서 노드들 사이의 에너지 소모를 고르게 분산하기 위해 클러스터의 헤드들의 위치를 무작위로 채택하는 클러스터 기반 프로토콜이다. LEACH 기법에서는 센서 노드들 중 하나를 싱크 노드와 같이 동작하도록 하는 클러스터 헤드를 두고, 클러스터 헤드를 무작위로 결정하도록 함으로써 각 센서 노드들간 소모되는 전력이 균일하도록 한 기법이다.
다른 기법으로 프록시 가능 적응 클러스터 계층(Proxy-Enable Adaptive Clustering Hierarchy, PEACH) 기법이 있다. PEACH 기법은 기본적으로는 LEACH와 같은 접근 방식을 사용한다. 그러나 PEACH 기법에서는 센서 노드의 수명을 연장하기 위해 클러스터 헤드의 취약 지역에 프록시 노드를 배치하여 클러스터 헤드의 동작 중 일부를 대신하도록 함으로써 센서 노드 전체의 소모 전력을 줄일 수 있도록 하는 기법이다.
이러한 기법들은 기본적으로 데이터 전송 시에 데이터를 압축하여 전송함으로써 에너지를 절약하며, 장거리 통신을 회피하도록 설계되어 있다. 그러나 이러한 기법들 또한 여전히 센서 노드의 소모 전력을 줄이기 위한 최적의 기법이라 할 수는 없다. 따라서 WSN에서는 센서 노드들의 소모 전력을 줄이기 위한 기법을 필요로 하고 있다.
따라서 본 발명에서는 WSN을 구성하는 센서 노드들에서 데이터 송/수신에 필요한 에너지를 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 WSN을 구성하는 센서 노드들의 수명을 연장할 수 있는 데이터 송/수신 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 WSN의 센서 노드에서 전력 소모를 줄일 수 있는 라우팅 방법 및 그 제어 장치를 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 다수의 무선 센서 노들을 갖는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 전력 손실을 감소시키기 위한 통신 방법으로, 상기 무선 센서 노드들에서 둘 이상의 클러스터 헤드를 설정하는 과정과, 클러스터 헤드들 중 베이스 스테이션(BS)과 직접 통신하기 위한 소모 전력이 가장 작은 클러스터 헤드를 주 클러스터 헤드로 설정하는 과정과, 상기 각 클러스터 헤드들은 상기 무선 센서 노드들과 클러스터를 형성하여 센서 노드들로부터 정보를 취합하는 과정과, 상기 각 클러스터 헤드들은 취합된 정보를 상기 주 클러스터 헤드로 전송하는 과정과, 상기 주 클러스터 헤드는 상기 각 클러스터 헤드로부터 취합된 정보들을 수신하여 취합한 후 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 다수의 무선 센서 노들을 갖는 무선 센서 네트워크에서 전력 손실을 감소시키기 위한 센서 노드 장치로, 상태의 변화를 감지하는 센서부와, 센싱된 정보를 송신하는 무선부와, 미리 결정된 확률 값에 의거하여 클러스터 헤드 설정을 결정하고, 클러스 터 헤드로 설정될 시 다른 클러스터 헤드와 베이스 스테이션(BS)간 소모 전력을 비교하여 가장 낮은 소모전력을 갖는 경우 주 클러스터 헤드로 설정하며, 클러스터 헤드로 설정 시 다른 무선 센서 노드들과 클러스터를 형성하고 상기 클러스터에 포함된 센서 노드들로부터 상기 무선부를 통해 정보를 수신한 후 주 클러스터 헤드로 수신된 정보를 취합하여 전송하도록 제어하는 처리부와, 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
본 발명을 적용하면, 클러스터 헤드의 에너지 소비를 상당히 줄일 수 있으며, 모든 클러스터 헤드들의 BS로 데이터를 전송할 때, 종래 기술에서 제시된 방법들에 비해 센서 노드들의 수명이 증대하게 된다.
또한, 본 발명을 적용하면, 클러스터 헤드의 실패에 의해 다시 클러스터링을 하는 경우에 오버헤드를 감소할 수 있고, 시스템의 안정화 측면에서 상당한 개선을 이룰 수 있다. 뿐만 아니라 기존의 방식과 비교하여 실제의 운영 상태에서 약 20%에서 30%의 네트워크의 수명 연장이 가능해지는 이점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 당업자에게 자명한 부분에 대하여는 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략하기로 한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것 일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
이하에서 설명되는 본 발명에서는 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 수명을 연장할 수 있는 프로토콜에 대하여 살펴볼 것이다. 또한 이러한 프로토콜을 적용하기 위한 장치의 동작에 대하여도 함께 살펴보기로 한다.
먼저 본 발명에 대하여 개략적으로 살펴보기로 한다. 본 발명에 따른 프로토콜 기법에서는 센서 노드들은 관리 매니저 또는 사용자 단말(이하 이들을 총칭하여 "Base Station" 또는 "BS"라 칭하기로 한다)과의 거리에 따라 네트워크 각 지역마다 서로 다른 클러스터의 수를 가진다. 또한 본 발명에 따른 프로토콜에서는 네트워크 분할에 기초하여 각 센서 노드가 클러스터 헤드로 동작할 확률을 다르게 할당한다. 본 발명에 따른 프로토콜에서는 BS로 취합된 데이터를 전송하는 클러스터 헤드를 단 하나만 둔다. 이러한 클러스터 헤드를 "주 클러스터 헤드(Main Cluster Head)"라 한다. 주 클러스터 헤드는 BS와의 거리 즉, 통신 반경에 따라 결정한다.
1. 본 발명을 설명하기 위한 네트워크의 구조와 그 구조에서의 문제점
먼저 앞에서 살펴본, LEACH 및 PEACH의 경우와 같이 싱글 합 센서 네트워크 구조에 대하여 살펴보기로 한다. WSN을 구성하는 요소는 앞에서 살핀 바와 같이 크게 3가지 종류로 구분된다. 즉, 센서 노드들, 클러스터 헤드들 그리고 BS들이 존재한다.
도 1은 클러스터에 기초한 WSN의 계층적 구조를 도시한 도면이다.
먼저 클러스터들(110, 120, 130)은 하나의 소규모 무선 센서 네트워크를 구성한다. 각 클러스터들에는 클러스터 헤드들(111, 121, 131)이 존재하며, 클러스터 헤드들(111, 121, 131)은 각각 BS(Base Station)와 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 또한 클러스터들(110, 120, 130)의 내부에는 센서 노드들(112, 113, …)이 포함된다. 따라서 센서 노드들은 네트워크의 가장 하위 계층이 된다.
즉, 하나의 클러스터에는 하나의 클러스터 헤드가 존재한다. 또한 각 클러스터들(110, 120, 130)은 같은 크기나 같은 모양일 필요는 없다. 즉, 다수의 센서 노드들에 의해 구성될 수 있으면 족하며, 그 형태나 크기는 필요에 따라 형상이나 크기가 결정된다.
또한 각 센서 노드들은 송신 전력에 맞춰 송신 전력의 적용 범위 및 지역이 조정될 수 있다. 각각의 센서 노드들은 BS로 송신할 데이터 즉, 센싱된 정보를 송신할 때, 직접 또는 중계 노드인 클러스터 헤드를 통해 데이터를 전송한다. 여기서 BS는 센서 노드로부터 원거리에 위치하며, 특정 위치에 고정된 것으로 가정한다. BS에서는 전력을 공급받을 수 있는 지역에 위치하는 것이 일반적이다. 그러므로 BS에서는 전력에 제한을 받지 않는다.
(1) 센서의 에너지 모델
센서 노드에서 무선 신호는 전송 증폭기 등을 통해 송신기 또는 수신기에서 100pJ/bit/m2(ε amp)을 운영하기 위해 무선 신호는 50nJ/bit(Eelec)로 방사한다. 이 러한 무선 신호는 원하는 목적지로 데이터를 전달하기 위해 요구되는 최소의 에너지를 갖도록 전력을 조정한다. 또한 무선 신호가 의도되지 않은 즉, 수신을 원치 않는 다른 센서 노드 또는 다른 클러스터 헤드 또는 다른 BS의 송/수신에 방해로 작용하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 센서 노드의 에너지 소비 모델은 아래와 같이 표현할 수 있다.
한 노드가 거리 d에 다른 노드에 k-bit의 데이터를 전달할 때 소모되는 에너지는 하기 <수학식 1>과 같다.
또한 한 노드가 k-bit의 데이터를 수신할 때 소모되는 에너지는 하기 <수학식 2>와 같다.
상기 <수학식 1> 및 <수학식 2>에서 Eelec는 한 비트의 데이터를 전송하거나 또는 수신하기 위해 회로에서 소모하는 에너지를 의미한다. 또한 <수학식 1> 및 <수학식 2>에서 εamp는 증폭계수이며, d2은 에너지 손실 모델은 채널 감쇠를 나타내기 위해 사용된다.
위와 같은 수학식들에서 계산의 단순화를 위해, 각 노드의 전송범위는 네트워크 내의 모든 이웃들을 커버해야 한다는 것을 가정한다. 또한 모든 데이터 패킷들이 같다고 가정한다. 그리고 공정한 비교를 위해 LEACH와 PEACH 내에서 채택되는 동일한 일정 계수를 사용한다.
(2) 문제점
종래 기술에서 설명한 LEACH와 PEACH에서 모든 클러스터 헤드는 BS와 직접적으로 통신한다. 만일 BS는 클러스터 헤드로부터 멀리 위치한다면, 클러스터 헤드는 많은 양의 에너지를 소모하게 된다. 그러므로 클러스터 헤드가 BS로부터 더 멀면, BS로부터 가까운 노드들 또는 클러스터 헤드들보다 에너지의 소진이 빨라지게 된다. 이와 같은 현상 즉, 각 클러스터 헤드들의 에너지 소모의 불균형은 클러스터 헤드와 BS간의 거리에 따라 결정되며, 거리에 따라 각각 다른 양의 에너지를 소모하게 된다. 이러한 이유로, 몇몇 노드들은 건전지와 같은 유한한 전원을 빠르게 소모하게 되므로, 전체 네트워크의 수명을 단축하게 되는 원인이 된다.
기본적으로 WSN에서 모든 노드들의 중요도는 같다. 따라서 특정한 센서 노드가 다른 노드들보다 많은 에너지를 소모하지 않도록 하는 것이 중요하다. 또한 특정 클러스터 헤드가 해당 클러스터의 센서 노드들로부터 취합된 정보를 BS로 전송 하려 할 때, 해당 클러스터 헤드의 잔여 전력이 데이터 전송을 위한 전력이 되지 않는다면 전송 에러가 발생하게 된다. 즉, 클러스터 헤드가 이미 과도한 에너지를 소모하여 취합된 데이터를 송신하기 위한 충분한 송신 전력을 갖지 못하면, 취합된 데이터를 BS로 전송하여도 BS에서는 이를 검출할 수 없게 된다. 이와 같이 클러스터 헤드의 잔존 에너지가 부족하면, 취합된 데이터는 손실되게 된다.
또한 한 클러스터 헤드가 어떠한 이유로 든 고장이 발생하면, 무선 센터 네트워크는 재 클러서트링이 필요하다. 그런데 그것은 부트스트랩과 초기화 설정을 요구한다. 이러한 프로세스는 에너지와 시간 낭비의 원인이 되고, 또한 시스템의 신뢰성도 감소시킨다.
2. 본 발명에 따른 프로토콜 및 그에 따른 동작
본 발명에서 제안하는 프로토콜은 첫째로, BS로의 가장 짧은 또는 소모 전력이 가장 작은 거리의 클러스터 헤드를 주 클러스터 헤드로 설정한다. 즉, 모든 클러스터 헤드들은 균일하게 에너지가 소모될 수 있도록 동일한 크기 또는 동일한 소모 전력의 범위 내에서 클러스터를 형성한다. 이와 같이 형성된 클러스터 헤드들 중 BS와 가장 짧은 거리 또는 소모 전력이 가장 작은 클러스터 헤드를 주 클러스터 헤드로 설정한다.
주 클러스터 헤드의 선택 이후, 다른 클러스터 헤드들은 주 클러스터 헤드로 데이터를 전달한다. 그러면 주 클러스터 헤드는 각 클러스터 헤드들로부터 수신된 데이터를 BS로 전송한다. 또한 클러스터 헤드는 무작위로 선택되기 때문에 클러스 터 헤드의 의무를 맡기 위해 충분한 에너지를 갖지 않은 노드가 존재할 수 있다. 만일 특정 클러스터 내의 클러스터 헤드가 데이터를 송신할 수 있는 정도의 에너지를 갖지 못하는 경우 그때 하나의 프록시 노드를 설정한다. 이러한 프록시 노드는 원래의 클러스터 헤드의 위치에서 운영하기 위해 선택된다. 이를 통해 프록시 노드는 클러스터 헤드의 역할을 수행함으로써 각 센서 노드들의 에너지 소비가 균일하게 이루어질 수 있다. 결과적으로 WSN의 수명이 증가하게 된다.
그러면 이러한 방법을 구체적으로 살펴보기로 한다.
센서 노드들은 크게 2개의 단계로 동작한다. 첫 번째가 설정 단계이고, 두 번째는 전송 단계이다.
설정 단계는 클러스터 헤드 선택 단계, 주 클러스터 헤드 선택 단계, 클러스터 형성 단계 그리고 프록시 노드 결정과 스케줄링 단계로 구성되어 있다. 이러한 설정 단계에서 센서 노드들은 클러스터를 형성하고 난 후, 주 클러스터 헤드와 프록시 노드를 결정한다. 데이터 수집과 전송단계의 센서 노드들은 통신의 클러스터 헤드와 주 클러스터 헤드를 거쳐 기지국으로 전송되는 데이터를 수집한다.
도 2는 본 발명에 따른 프로토콜을 적용하기 위해 센서 노드에서 설정 단계의 운영 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
(1) 설정단계
가. 클러스터 헤드 설정 단계(200)
200단계의 클러스터 헤드 설정 단계는 다수의 센서 노드들 중에서 클러스터 헤드로 동작할 센서 노드들을 임의로 선택하는 과정이다. 클러스터 헤드의 결정은 전체 센서들 중에서 미리 결정된 개수만큼의 센서 노드들이 확률적으로 클러스터 헤드가 되도록 설정하는 것이다. 즉, 클러스터 헤드의 결정은 센서 노드들이 자체적으로 선택하게 된다. 이러한 내용은 이미 알려진 기술을 이용할 수 있으므로, 여기서는 상세히 설명하지 않기로 한다.
클러스터 헤드를 결정하기 위한 방법은 대체로 전체 센서 노드들 중 일부 예를 들어 중 5%에 해당하는 센서 노드들이 클러스터 헤드로 동작하도록 한다. 동일한 네트워크에서 각각의 센서 노드들이 클러스터 헤드로 동작하기 위해 각 센서 노드마다 다양한 파라미터 값들을 설정하고, 이 값들을 이용하여 네트워크가 가장 좋은 성능을 갖도록 센서 노드들이 자체적으로 클러스터 헤드가 될 수 있도록 한다.
일반적인 방법으로 클러스터 헤드를 선택하기 위해 각 센서 노드는 0과 1 사이에서 난수를 결정한다. 이와 같이 생성된 난수를 미리 결정하여 가지고 있는 경계 값보다 작으면 그 노드는 현재 라운드를 위한 클러스터 헤드가 된다. 노드의 경계 n, T(n)는 각각 하기 <수학식 3> 및 <수학식 4>와 같이 설정할 수 있다.
상기 <수학식 3> 및 <수학식 4>에서 P는 클러스터 헤드의 확률이고, r은 현재 라운드의 숫자이며, 그리고 G는 마지막 1/P 라운드안의 클러스터 헤드의 설정 값이다.
이러한 방법은 모든 노드가 1/P 라운드에서 한 번꼴로 클러스터 헤드가 됨을 알 수 있다. 현재 라운드에서 클러스터 헤드가 된 각각의 노드들은 다른 노드에 광고 메시지를 송신한다. 광고 메시지의 전송을 위해 클러스터 헤드는 캐리어 검출 다중 접속/충돌 방지(CSMA/CA)의 MAC 프로토콜을 사용하고 같은 전송 에너지를 소모한다. 클러스터 헤드로부터 광고를 듣기 위한 이 설정 단계 동안에 클러스터 헤드가 아닌 센서 노드들은 클러스터 헤드로부터 전송되는 광고 메시지를 수신해야 한다.
나. 주 클러스터 헤드 선택 단계(211)
200단계의 클러스퍼 헤드 선택이 완료되면, 210단계와 같이 클러스터 헤드 노드들간에 211 단계 내지 214단계를 수행하게 된다. 먼저 211단계인 주 클러스터 헤드 선택 단계는 BS와 통신하는 주 클러스터 헤드를 선택하는 단계이다.
주 클러스터 헤드는 클러스터 헤드들 사이에서 BS와 가장 짧은 거리에 있는 클러스터 헤드이다. 여기서 가장 짧은 거리란, 실질적인 거리 개념 뿐 아니라 에너 지 소모 측면에서 가장 낮은 에너지 소모를 보이는 것을 포함하는 개념이다.
또한 어떤 2 개의 클러스터 헤드가 BS까지 동일한 거리에 존재하는 경우 각 클러스터 헤드 중 보다 많은 에너지를 가진 즉, 잔존 에너지가 큰 클러스터 헤드가 주 클러스터 헤드가 된다. 이러한 방법으로 선택된 주 클러스터 헤드는 212단계에서 자신이 주 클러스터 헤드임을 알리기 위한 광고 메시지를 각 클러스터 헤드로 전송한다. 그러면 다른 클러스터 헤드들은 광고 메시지를 수신하게 되면, 221단계에서 각 클러스터 헤드들은 주 클러스터 헤드로 수신 확인 패킷을 보낸다. 그런 후 클러스터 헤드들은 현재 라운드에서 즉, 현재 클러스터 헤드가 설정된 시점에서 클러스터 헤드로의 경로를 형성한다. 이에 대하여는 아래에서 살펴보기로 한다.
다. 클러스터 형성 단계
각 클러스터 헤드들은 모두 도 1과 같은 자신의 클러스터를 형성하기 위해 광고 메시지를 전송한다. 그러면 해당 클러스터에 포함되는 클러스터 헤드가 아닌 센서 노드들은 하나 이상의 클러스터 헤드로부터 광고 메시지를 수신하게 된다. 그러면 센서 노드들은 각 클러스터 헤드로부터 수신된 광고 메시지의 감도를 비교한다. 이와 같이 광고 메시지를 수신한다는 것은 특정 클러스터 헤드의 무선 신호 범위 내에 존재한다는 것을 의미하며, 이러한 클러스터 헤드로부터 센서 노드들은 클러스터를 형성한다.
센서 노드가 클러스터 헤드와 통신하기 위한 즉, 특정 클러스터에 포함되기 위한 방법은 LEACH 기법에서 클러스터 헤드를 위한 후보를 위한 확률 결정 알고리 즘과 흡사하다. 즉, 각 센서 노드들은 자신이 어느 클러스터에 속하도록 할 것인지 결정한 후에, 선택된 클러스터 헤드로 자신이 클러스터 헤드에 포함되어 하나의 클러스터를 형성하는 맴버가 된다는 것을 알려줘야 한다. 이때 각 센서 노드는 CSMA MAC 프로토콜을 이용하여 클러스터 헤드로 자신이 맴버로 가입한다는 메시지를 전송한다. 수신 확인 패킷에는, 노드들의 위치(NP) 그리고 잔여 에너지(RE) 레벨이 포함된다. 상기한 과정에서 모든 클러스터 헤드들은 수신 상태여야 한다. 그러면 이러한 클러스터 헤드의 선택 과정을 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따라 클러스터 헤드의 설정 및 경로 선택을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3의 (a)는 전체 센서 노드들 중에서 5개의 클러스터 헤드가 결정되는 과정을 도시한 도면이다. 모든 센서 노드들은 앞에서 설명한 바와 같이 각각 자신의 내부에 설정되어 있는 파라미터 등의 값을 이용하여 특정 시점에 클러스터 헤드로 동작할 것인지 여부를 결정하기 위해 난수를 발생한다. 이와 같이 발생된 난수는 미리 결정된 경계값과 비교를 통해 클러스터 헤드가 될 수도 있고, 클러스터 헤드가 아닌 일반적인 센서 노드로 동작할 수도 있다. 도 3의 (a)에서는 삼각형으로 표시된 각각에서 클러스터 헤드들(301, 302, 303, 304, 305)이 결정된 형상을 표현하였다.
또한 도 3의 (b)에서는 상기 클러스터 헤드들 중 하나의 클러스터 헤드가 주 클러스터가 되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 원의 중심점에 BS가 존재한 다고 가정할 때, 제3클러스터 헤드(303)가 BS와 가장 인접한 클러스터 헤드가 된다. 따라서 앞에서 설명한 바와 같이 BS와 가장 인접한 제3클러스터 헤드(303)가 주 클러스터 헤드가 된다.
다음으로 도 3의 (c)에서는 주 클러스터 헤드인 제3클러스터 헤드(303)가 다른 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)로 광고 메시지를 전송하는 과정을 도시한 도면이다. 주 클러스터 헤드(303)는 다른 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)로 제3클러스터 헤드(303)가 주 클러스터 헤드임을 알려야만 다른 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)에서 주 클러스터 헤드(303)를 통해 BS로 데이터를 전송할 수 있게 된다.
마지막으로 도 3의 (d)에서는 주 클러스터 헤드(303)에서 방송한 광고 메시지를 수신한 각 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)이 주 클러스터 헤드(303)로 광고 메시지에 대한 수신 응답을 알리는 과정을 도식화한 도면이다. 도 3 (d)에 도시한 바와 같이 각 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)은 주 클러스터 헤드(303)로 광고 메시지에 대한 응답을 송신함으로써 패킷을 송신할 경로를 설정할 수 있게 된다. 이때 앞에서 살핀 바와 같이 각 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)은 주 클러스터 헤드(303)로 전송하는 응답 신호에 노드들의 위치(NP) 그리고 잔여 에너지(RE) 레벨을 포함하여 전송한다.
라. 프록시 노드 결정과 스케줄 만드는 단계(213, 214, 222)
그러면 이상에서 설명한 도 3을 참조하여 도 2의 프록시 노드 결정 및 스케 줄에 대하여 살펴보기로 한다.
주 클러스터 노드(303)는 213단계에서 각 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)로부터 수신된 응답 메시지들의 NP와 RE 값을 사용하여 프록시 노드들을 설정한다. 클러스터 헤드의 RE가 미리 결정된 임계치보다 작다면 프록시 노드를 선택해야 한다. 주 클러스터 헤드(303)는 클러스터 노드들 사이에서 가장 작은 NP 와 가장 작은 RE를 가진 프록시 노드를 선택한다. 따라서 이러한 동작을 수행하기 위해 각 클러스터 헤드들(301, 302, 304, 305)은 자신의 클러스터 내에 포함되기를 원하는 노드들로부터 위와 같이 RE 값을 포함한 메시지를 수신한다. 이를 통해 앞에서 살핀 바와 같이 자신의 노드에서 필요한 경우에 프락시 노드를 설정한다.
또한 각 클러스터 헤드들은 클러스터에 포함된 다수의 센서 노드들과 데이터의 송/수신을 위한 스케줄을 설정하여 이를 각 센서 노드들로 전달한다. 이러한 스케줄은 시분할 다중접속 방식(TDMA) 방식으로 설정할 수 있다. 이때 각 클러스터들마다 TDMA 스케줄은 서로 다를 수 있다. 왜냐하면, 각 클러스터 내에 포함되어 있는 센서 노드들의 수와 센서 노드들로 이루어진 클러스터의 형상이 모두 다를 수 있기 때문이다. 따라서 특정 클러스터를 구성하는 각 센서 노드들과 클러스터 헤드간에는 완벽하게 동기가 맞춰져야만 한다. 또한 프록시 노드가 존재하는 경우 해당 클러스터에서 프락시 노드의 존재는 모든 센서 노드들에게 알려져야만 한다.
(2) 데이터 수집과 전송단계
이상에서 설명한 바와 같이 센서 노드들이 모두 클러스터를 구성하고, 각 클 러스터마다 클러스터 헤드와 프락시 노드 및 클러스터 헤드들간의 주 클러스터 헤드가 결정된 이후에 각 센서 노드들에서 데이터를 수집하여 전송이 이루어진다.
모든 센서 노드는 앞에서 설명한 바와 같이 스케줄링에 의해 할당된 전송 시간 내에서 데이터 수집과 패킷을 클러스터 헤드로 보낸다. 클러스터 헤드는 이와 같이 전송된 패킷을 특정 센서 노드가 독점하여 사용하는 채널을 통해 수신하고, 이에 대한 응답 신호를 송신할 수 있다. 따라서 다른 노드들은 자신의 통신 시간이 아닌 경우 에너지를 절약하기 위해 자신의 전송시간이 될 때까지 무선부의 전원을 오프(off)하여 에너지 소비를 줄일 수 있게 된다.
또한 각 클러스터 헤드들은 스케줄 리스트에 기반하여 센서 노드들이 수집한 데이터를 수신할 때 각 센서 노드들의 에너지 테이블을 계속적으로 갱신(update)할 수 있다. 뿐만 아니라 클러스터 헤드들은 자신의 에너지 테이블도 갱신할 수 있다. 각 클러스터 헤드들은 이와 같이 각 센서 노드들로부터 수신된 데이터를 취합한다. 이와 같이 취합된 데이터는 간단한 처리 과정 또는 복잡한 결합 과정을 통해 주 클러스터 헤드로 전송된다. 그러면 주 클러스터 헤드는 다른 모든 클러스터 헤드들로부터 데이터를 수신한 경우 이를 다시 통합 또는 결합(aggregation)하여 BS로 전송할 수 있다.
클러스터 헤드들의 계층적 구조를 기반으로 데이터 전송의 운영은 에너지 소비를 균등하게 분산을 하여, 종래 기술에서 설명된 기법과 비교해 볼 때 센서 네트워크의 수명을 늘리게 된다. 클러스터 헤드들은 긴 범위의 데이터를 전송하기 위해 많은 에너지 소비와 많은 데이터 패킷들이 필요로 한다. 따라서 클러스터 헤드로 동작하는 노드들은 에너지가 빠르게 고갈되게 된다. 그러므로 클러스터 헤드는 에너지 부족하기 때문에 장애를 야기할 수 있다. 클러스터 헤드에서 장애가 발생하면, 네트워크는 다시 클러스터를 새롭게 설정하고, 새롭게 설정된 클러스터에서 클러스터 헤드가 설정되면 새로운 스케줄이 결정될 필요가 있다. 즉, 새로운 스케줄을 결정하여 다른 센서 노드들로 전송이 필요하게 된다. 이러한 과정들은 결국 네트워크 수명을 줄이게 될 것이다. 따라서 본 발명에서는 네트워크의 수명을 늘리기 위해서 장애가 발생한 클러스터 헤드 또는 위험한 상태에 있는 클러스터 헤드를 임계치 값을 사용하여 결정하는 것과 프록시 노드로 교체하는 방안을 통해 해결할 수 있다.
그러면 이하에서 임계치 계산에 대하여 살펴보기로 한다.
현재 클러스터 헤드가 클러스터 헤드로써 동작하는 것이 불가능한가를 검출하기 위해 사용기 때문에 임계치ETH는 데이터 전송 단계에서 매우 중요한 역할을 한다. 클러스터 헤드의 에너지가 임계치 아래에 있을 때, 프록시 노드와 클러스터 헤드의 시작된다. 본 발명에서는 모든 센서 노드들이 같은 비율의 동일한 데이터를 갖는다고 가정한다. ETH를 결정하기 위해 본 발명에서는 하기 <수학식 5> 내지 <수학식 7>과 같은 방법을 사용한다.
상기 <수학식 5> 내지 <수학식 7>에서 k는 클러스터 헤드에서 받았던 메시지의 전체 길이, 클러스터에서의 n 개의 노드들과 각 메시지는 m-bit 그리고 클러스터 헤드와 BS 사이에서 거리로서 dCH로 설정하였다. ETH는 클러스터 헤드가 모아진 데이터를 BS로 전송하는 경우 소비되는 에너지이다. 수집된 메시지를 전송함으로써 클러스터 헤드가 소비한 에너지는 <수학식 6>과 같이 표현된다. 클러스터 헤드에 의한 평균 에너지 소비는 <수학식 7>과 같으며, s 클러스터들로 가정하여 계산된 값이다. ETH는 오버된 시간을 변경하기 때문에 임계치는 전송단계와 모든 데이터 수집에서 계산되어진다.
클러스터 헤드의 에너지 레벨이 임계치 아래로 떨어질 때, 클러스터 헤드는 프록시 노드로 교체가 된다. 앞에서 프록시 노드에 대하여는 이미 살펴보았다. 프록시 노드로 클러스터 헤드가 교체가 된 후에, 프록시 노드는 지시자 알림 메시지(IAM)를 해당 클러스터의 모든 센서 노드들에게 알린다. 그러면 모든 센서 노드 들은 프록시 노드가 송신한 알림 메시지(IAM)를 수신하게 되고, 센서 노드 자신의 식별자(ID)가 포함된 확인 메시지를 프록시 노드로 전송한다.
이러한 메시지 교환이 완료된 후 센서 노드들과 프락시 노드들간은 데이터 전송을 재개한다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 적은 에너지를 갖는 클러스터 헤드들이 메인 클러스터 헤드로 데이터를 전송할 때 발생할 수 있는 에러를 줄일 수 있다.
이를 통해 네트워크 내에서 노드들 사이에 에너지 소비를 분산시킬 수 있고 그 결과 전체 센서 네트워크의 수명을 늘일 수 있다.
또한 에너지 소비와 다시 클러스터링을 하는데 초기화 하는 것과 부트-스트렙핑을 위한 시간낭비를 줄임으로써 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
3. 본 발명의 시뮬레이션 결과들
본 발명에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 LEACH와 PEACH에 따라 제안된 프로토콜의 효율성를 평가한다. 앞에서 설명한 바와 같은 방법을 통해서 클러스터 헤드가 결정되는 것으로 가정하였다. 또한 시뮬레이션에서는 LEACH에서 같은 MAC 프로토콜을 사용하였다.
도 4는 본 발명에 따른 프로토콜을 평가하기 위해 소정 크기의 네트워크 토폴로지의 형상도이다.
도 4의 예에서는 50m X 50 m 크기의 영역 내에 100개의 센서 노드를 분포 시켰고 BS은(80, 95)에 위치한다고 가정한 경우이다. 센서 노드의 초기 에너지는 각 각 0.25J과 0.5J로 설정하여 실험하였다. 본 발명의 센서 에너지 모델에서 Eelec을 50nJ/bit와 εamp를 100pJ/bit/m2로 설정하였다. 센서의 데이터 크기는 2000 bits 그리고 광고 메시지는 64-bit 롱(long) 형이다. 시뮬레이션에서 100,000 실행의 결과가 평균이 되었다. 도 4의 시뮬레이션 결과들은 앞에서 설명한 바와 같이 각 클러스터들이 모두 서로 다른 형상을 갖게 됨을 알 수 있다.
도 5는 시간을 옮김으로써 한계치를 획득하는 과정을 설명하기 위한 시뮬레이션 결과 그래프이다.
ETH가 클 때, 프록시 노드는 클러스터 헤드의 역할을 수행하기 위해 보다 더 쉽게 선택된다. 그러므로 클러스터 헤드는 클러스터 헤드로 동작한 후 센서 노드로 동작하기 위한 에너지를 보존할 수 있다. 즉, 센스 프록시 노드는 클러스터 헤드의 수명을 연장할 수 있도록 하고 있다.
그러면 앞에서 설명한 종래 기술에 따른 2개의 프로토콜과 본 발명에 따른 프로토콜 즉, 3개 프로토콜들에서 클러스터 헤드들의 에너지 소비의 전체 양을 비교하여 본 발명에서 제안된 프로토콜의 에너지 효율성을 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명에 따라 각 라운드에서 모든 클러스터 헤드들의 에너지 소비의 양을 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.
클러스터 헤드들은 각 라운드에서 본 발명에 따른 프로토콜이 적용되는 경우 항상 LEACH와 PEACH보다 적은 에너지를 소비하는 시뮬레이션 결과 그래프를 통해 알 수 있다. 이는 기존 방법에 따른 클러스터 헤드의 경우 데이터를 송신할 때 스테이션 기반으로 직접 전송하기 때문에 에너지 소비는 본 발명에 따른 프로토콜보다 많이 크게 되는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 프로토콜을 사용하게 되면, 클러스터 헤드들은 메인 클러스터 헤드로 데이터를 전송하게 되므로 상당한 에너지의 양을 줄일 수 있다.
또한 하기 <표 1>은 센서 네트워크에서 센서 노드가 처음 수명을 다하기 시작하는 라운드와 마지막 노드가 수명을 다하는 라운드를 본 발명과 종래 기술들을 대비하여 시뮬레이션 한 결과이다.
본 발명에 따른 방법은 기존의 다른 프로토콜보다 상당히 긴 수명을 보인 것을 상기 <표 1>에서 확인할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 처음 에너지가 상대적으로 높을 때에 다른 방법보다 상당히 성능이 낫다.
다른 초기화 에너지에 따른 노드의 수명 직접적인 통신, LEACH 그리고 PEACH 보다 제안된 프로토콜로부터 제공된 개선은 도 7에서 확실히 확인할 수 있다.
도 7은 라운드 진행 과정으로써 센서 노드들의 수명을 비교한 시뮬레이션 결과 그래프이다.
도 7에서는 각 센서 노드에 0.25J의 초기 에너지를 주었을 때 라운드가 경과함에 따라 생존한 센서 노드 수의 변화를 볼 수 있다. LEACH와 PEACH를 가진 클러스터 헤드들은 직접적으로 BS와 통신을 한다. 클러스터 헤드로부터 BS가 멀리 떨어져 있을 때에 많은 양의 에너지가 소모가 된다. 그러므로, 더 멀리 있는 클러스터 헤드가 BS로부터 멀리 있으면, 근처에 있는 클러스터 헤드보다 빨리 에너지가 소모가 된다. 이는 노드들 사이에서 에너지소비의 불균형을 야기한다. 또한, 모든 센서는 프로토콜들 안에서 클러스터 헤드가 되기 위해 같은 기회를 가진다. 불충분한 남은 에너지를 가진 센서 노드는 때때로 비록 많은 배터리 파워가 근처에 있더라도 클러스트 헤드가 된다.
불충분한 에너지의 클러스터가 BS로 데이터를 전송할 때, 부정확한 데이터가 전달된다. 이러한 결과 각 노드들은 가지고 있는 에너지를 모두 소모하게 되고, 결국 작동을 멈추게 되어 클러스터에서 센서 데이터를 수집하는 것을 방해하게 된다. 반면에 본 발명에 따른 프로토콜을 사용한 클러스터 헤드들은 데이터를 메인 클러스터 헤드로 전달을 하게 하여 BS로 보다 많이 가깝게 하는 것이다. 또한, 클러스터가 문제가 있는 클러스터 헤드가 존재하게 되면, 프록시 노드는 본래 클러스터 헤드와 교체되어 클러스터 헤드의 역할을 대신 담당한다. 그 결과, 제한된 프로토콜은 LEACH와 PEACH를 넘어 네트워크 수명(모든 노드의 수명이 다한 경우의 시간과 첫 번째 노드의 수명이 다했을 때의 시간)을 향상한다. 또한, 본 발명에 따른 프로토콜은 시스템의 신뢰성을 증가하고 반복된 클러스터링의 오버헤드를 줄임으로써, 네트워크의 수명을 상당히 향상하였다.
도 8은 본 발명과 종래기술들간 BS로부터 받은 데이터의 양을 비교하기 위한 시뮬레이션 그래프이다.
도 8을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 프로토콜은 상대적으로 다른 프로토콜인 LEACH와 PEACH보다 대략 38% 와 12% 많은 메시지를 전달하는 것을 관찰할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 프로토콜은 클러스터 헤드들 사이에 부하를 분배하여 균형있게 사용하도록 한다. 반면에 LEACH와 PEACH의 경우 같은 클러스터 헤드들은 다른 노드들이 단지 한 노드를 위해 수행하는 동안에 지나치게 부하가 걸리게 된다. 계층적 클러스터 헤드 구조와 프록시 클러스터 헤드 접근법을 사용함으로써, 제한된 스킴은 이러한 향상을 성취할 수 있었다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
도 1은 클러스터에 기초한 WSN의 계층적 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 프로토콜을 적용하기 위해 센서 노드에서 설정 단계의 운영 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명에 따라 클러스터 헤드의 설정 및 경로 선택을 설명하기 위한 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 프로토콜을 평가하기 위해 소정 크기의 네트워크 토폴로지의 형상도,
도 5는 시간을 옮김으로써 한계치를 획득하는 과정을 설명하기 위한 시뮬레이션 결과 그래프,
도 6은 본 발명에 따라 각 라운드에서 모든 클러스터 헤드들의 에너지 소비의 양을 시뮬레이션 한 결과 그래프,
도 7은 라운드 진행 과정으로써 센서 노드들의 수명을 비교한 시뮬레이션 결과 그래프,
도 8은 본 발명과 종래기술들간 BS로부터 받은 데이터의 양을 비교하기 위한 시뮬레이션 그래프.
Claims (15)
- 다수의 무선 센서 노들을 갖는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 전력 손실을 감소시키기 위한 통신 방법에 있어서,상기 무선 센서 노드들에서 둘 이상의 클러스터 헤드를 설정하는 과정과,클러스터 헤드들 중 베이스 스테이션(BS)과 직접 통신하기 위한 소모 전력이 가장 작은 클러스터 헤드를 주 클러스터 헤드로 설정하는 과정과,상기 각 클러스터 헤드들은 상기 무선 센서 노드들과 클러스터를 형성하여 센서 노드들로부터 정보를 취합하는 과정과,상기 각 클러스터 헤드들은 취합된 정보를 상기 주 클러스터 헤드로 전송하는 과정과,상기 주 클러스터 헤드는 상기 각 클러스터 헤드로부터 취합된 정보들을 수신하여 취합한 후 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 과정과,상기 주 클러스터 헤드는 상기 각 클러스터 헤드들이 자신의 클러스터 내의 센서 노드들로부터 정보 취합 시 자신의 클러스터 내에 포함된 센서 노드들로부터 정보를 취합하는 과정과, 상기 각 클러스터 헤드들로부터 취합된 정보를 수신하여 상기 베이스 스테이션으로 전송 시 상기 주 클러스터 헤드가 상기 센서 노드들로부터 취합한 정보를 함께 전송하는 과정을 더 포함하고,상기 각 클러스터 헤드들을 설정한 후 클러스터 헤드의 역할을 대행할 프락시 센서 노드를 결정하는 과정을 더 포함하되, 상기 클러스터 헤드들 중 적어도 하나의 클러스터 헤드의 잔여 전력이 미리 설정된 임계값 이하인 경우 상기 클러스터에 포함된 프락시 센서 노드가 상기 클러스터 헤드로 대체하는 과정을 더 포함하는무선 센서 네트워크에서 데이터 통신 방법.
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- 제 1 항에 있어서, 상기 각 클러스터 헤드들은,상기 클러스터 형성 후 상기 센서 노드들과 통신을 위한 스케줄을 결정하는 과정과,상기 결정된 스케줄을 자신의 클러스터에 포함된 센서 노드들로 전송하는 과정을 더 포함하는무선 센서 네트워크에서 데이터 통신 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 스케줄은,시분할 다중 접속 방식(TDMA)으로 결정하는무선 센서 네트워크에서 데이터 통신 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 각 클러스터 내의 센서 노드들은 스케줄 수신 시 자신의 통신 시간 이 외의 시간에는 무선부의 전원을 오프하는무선 센서 네트워크에서 데이터 통신 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 주 클러스터 헤드 설정 시 소모 전력이 동일한 둘 이상의 클러스터 헤드가 존재하는 경우 상기 각 클러스터 헤드들 중 잔여 전력이 가장 많은 클러스터 헤드를 주 클러스터 헤드로 설정하는무선 센서 네트워크에서 데이터 통신 방법.
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| KR102405545B1 (ko) | 2020-12-31 | 2022-06-07 | 숭실대학교 산학협력단 | 무선 센서 네트워크를 위한 강화 학습 기반 노드 연결 방법 및 장치와 이를 위한 컴퓨터 프로그램 |
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Non-Patent Citations (1)
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| S. M. Guru 외, Grid and Pervasive Computing 2007 |
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| KR102405545B1 (ko) | 2020-12-31 | 2022-06-07 | 숭실대학교 산학협력단 | 무선 센서 네트워크를 위한 강화 학습 기반 노드 연결 방법 및 장치와 이를 위한 컴퓨터 프로그램 |
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