KR101243244B1 - Routing apparatus and method for minimizing the energy consumption in ad-hoc network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 장치, 방법 및 그 방법을 기록한 기록매체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 경로 탐색 방법에서 현재 노드는 이웃 노드로부터 경로 요청 메시지를 수신하고, 이웃 노드의 위치 정보와 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하고, 산출된 수신 거리를 이용하여 출발지 노드로부터 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하며, 현재 노드의 위치 정보와 산출된 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트한다.The present invention relates to an apparatus, a method for searching a route from a source node to a destination node in an ad hoc network, and a recording medium recording the method. In the route searching method according to the present invention, a current node receives a route request message from a neighbor node. The received distance is calculated by using the location information of the neighboring node and the location information of the current node. The cumulative energy consumption is calculated from the starting node to the current node by using the calculated receiving distance. Broadcast a route request message containing the accumulated cumulative energy consumption.
Description
본 발명은 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 기반 구조나 네트워크 구성에 대한 특정 규칙없이 임의의 노드들이 자율적으로 네트워크를 구성하는 애드혹 네트워크 상에서 무선 인터페이스를 사용하여 하나의 노드에서 다른 노드에 경로 요청 메시지를 전달하여 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 장치, 방법 및 그 방법을 기록한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for searching a route from a source node to a destination node in an ad hoc network, and in particular, an air interface on an ad hoc network in which arbitrary nodes autonomously configure the network without specific rules for infrastructure or network configuration. The present invention relates to an apparatus, a method for searching a route from a source node to a destination node by transmitting a route request message from one node to another node, and a recording medium recording the method.
최근 무선 통신이 빠르게 발전함에 따라, 보다 적은 전력을 소모하고, 보다 적은 비용으로 생산이 가능하며, 그 크기도 작은 스마트 센서 노드(smart sensor node)가 실현되고 있다. 이러한 센서 노드들은 주위로부터 온도, 습도 및 조도와 같은 환경 요소들을 측정하는데 활용되고 있다. 또한, 센서 노드들은 측정된 데이터를 처리하고, 센서 노드들 상호 간의 통신을 통해 데이터를 주고 받을 수 있다.Recently, with the rapid development of wireless communication, a smart sensor node that consumes less power, can be produced at a lower cost, and has a smaller size has been realized. These sensor nodes are used to measure environmental factors such as temperature, humidity and illuminance from the environment. In addition, sensor nodes may process measured data and exchange data through communication between the sensor nodes.
이러한 센서 노드들이 복수 개 모이면 인간의 지원 없이 자기-구성 능력(self-organizing ability)을 가지는 무선 센서 네트워크(wireless sensor network, WSN)를 구축할 수 있다. 따라서, 다수의 센서 노드들은 임의로(randomly) 비행기 또는 헬리콥터로부터 투척되어 배치되더라도 각각이 보유한 무선 통신 수단을 이용하여 무선 센서 네트워크를 구축할 수 있다. 이러한 무선 센서 네트워크는 과학, 의학, 군사 및 자연 재해 예방과 같은 다양한 영역에서 각각의 목적에 따른 모니터링 어플리케이션에 폭넓게 활용될 수 있다.When a plurality of such sensor nodes are collected, a wireless sensor network (WSN) having a self-organizing ability can be established without human support. Thus, a plurality of sensor nodes may be deployed randomly from an airplane or helicopter, and each wireless node can establish a wireless sensor network using its own wireless communication means. These wireless sensor networks can be widely used in monitoring applications for different purposes in various areas such as science, medicine, military and natural disaster prevention.
한편, 무선 센서 네트워크는 각각의 센서 노드들 간의 통신을 위해 노드(node)들에 의해 자율적으로 구성되는 애드혹 네트워크(ad-hoc network)를 사용할 수 있다. 애드혹 네트워크는 네트워크의 구성 및 유지를 위해 기지국이나 액세스 포인트와 같은 기반 네트워크 장치나 특정 네트워크 연결 규칙을 필요로 하지 않는다. 애드혹 노드들은 무선 인터페이스를 사용하여 서로 통신하고, 멀티 홉 라우팅(multi hop routing) 기능에 의해 무선 인터페이스가 가지는 통신 거리상의 제약을 극복하며, 노드들의 이동이 자유롭기 때문에 네트워크 위상(topology)이 동적으로 변화되는 특징이 있다.Meanwhile, the wireless sensor network may use an ad-hoc network that is autonomously configured by nodes for communication between respective sensor nodes. Ad hoc networks do not require specific network connection rules or underlying network devices such as base stations or access points to configure and maintain the network. Ad-hoc nodes communicate with each other using the air interface, overcome the limitations of communication distance of the air interface by the multi-hop routing function, and the network topology changes dynamically because the nodes are free to move. There is a characteristic.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드들이 작은 배터리를 가짐으로 인해 무선 센서 네트워크 상에서의 경로 탐색 및 네트워크의 유지를 위한 전력 공급이 제한되는 한계를 극복하고, 그로 인해 네트워크의 지속 시간이 단축될 수 밖에 없는 문제점을 해결하고자 한다. 나아가 경로 탐색에 특정 센서 노드가 빈번하게 활용됨으로써 해당 센서 노드의 잔여 전력이 빠르게 소진되고, 그 결과 네트워크의 지속 시간이 단축되는 문제점을 해결하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention overcomes the limitation that the power supply for the path discovery and maintenance of the network on the wireless sensor network is limited because the sensor nodes constituting the wireless sensor network has a small battery, thereby To solve the problem that the duration of the can only be shortened. Furthermore, since a specific sensor node is frequently used for path discovery, the remaining power of the sensor node is quickly consumed, and as a result, the network duration is shortened.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드(node)로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 방법은 현재 노드가 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하는 단계; 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하는 단계; 및 상기 현재 노드가 상기 현재 노드의 위치 정보와 상기 산출된 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트(broadcast)하는 단계를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a method for searching for a path from a source node to a destination node in an ad hoc network according to the present invention, the current node is the location information of the neighbor node from the neighbor node and the neighbor from the source node Receiving a route request message including a cumulative energy consumption to the node; Calculating a reception distance using location information of the neighboring node and location information of the current node; Calculating a cumulative energy consumption amount from the source node to the current node using the calculated reception distance; And broadcasting, by the current node, a path request message including location information of the current node and the calculated cumulative energy consumption amount.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 방법은 상기 목적지 노드가 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하고, 상기 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 전송 경로를 따라 경로 응답 메시지를 유니캐스트(unicast)하는 단계를 포함하고, 상기 누적 에너지 소모량은 상기 경유 노드가 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 경유 노드가 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 경유 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하며, 상기 경유 노드가 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하여 브로드캐스트함으로써 상기 목적지 노드에 전달된다.In addition, in order to solve the above technical problem, a method for searching for a route from a source node to a destination node in the ad hoc network according to the present invention, the destination node is a path request message including a cumulative energy consumption from at least one via node; Receiving; Selecting a minimum value from the one or more accumulated energy consumptions and extracting a transmission path from a path request message corresponding to the selected value; And unicasting a path response message along the extracted transmission path, wherein the cumulative energy consumption is determined by the transit node from the neighbor node to the location information of the neighbor node and from the source node to the neighbor node. Receives a route request message including a cumulative energy consumption of, the route node calculates a reception distance using location information of the neighboring node and location information of the route node, and the route node calculates the received reception distance. The calculated energy consumption from the source node to the via node is calculated and broadcast to the destination node.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 방법은 상기 출발지 노드가 자신의 위치 정보 및 0의 값을 갖는 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계; 및 상기 출발지 노드가 상기 목적지 노드로부터 탐색된 경로에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 탐색된 경로는 경유 노드가 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 상기 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 경유 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하고, 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하여 상기 목적지 노드에 전달하고, 상기 목적지 노드가 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 상기 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하고, 상기 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출함으로써 획득된다.In addition, in order to solve the above technical problem, a method for searching for a route from a source node to a destination node in an ad hoc network according to the present invention includes the source node has a location information and a cumulative energy consumption value of 0; Broadcasting a route request message; And receiving, by the source node, a response message for a path searched from the destination node, wherein the searched route is a transit node from a neighbor node to location information of the neighbor node and from the source node to the neighbor node. Receiving the route request message including the cumulative energy consumption of, calculates the reception distance using the position information of the neighboring node and the position information of the via node, and from the starting node using the calculated reception distance Compute and transfer the cumulative energy consumption to the via node to the destination node, wherein the destination node receives a route request message including the cumulative energy consumption from at least one via node, and among the received at least one accumulated energy consumption. Select the minimum value, It is obtained by extracting the transmission path from the path request message corresponding to the selected value.
한편, 상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 상기된 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 방법은 상기 경로 요청 메시지가 잔여 에너지 임계값을 더 포함하고, 상기 현재 노드가 자신의 잔여 에너지와 상기 잔여 에너지 임계값을 비교하는 단계를 더 포함하며, 상기 현재 노드가 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계는 상기 비교 결과에 따라 선택적으로 수행된다.Meanwhile, in order to solve the other technical problem, the method for searching for a route from a source node to a destination node in the ad hoc network further includes the route request message further comprising a residual energy threshold value, and the current node has its residual value. And comparing energy with the residual energy threshold, wherein the current node broadcasting the route request message is optionally performed according to the comparison result.
나아가, 이하에서는 상기 기재된 터치 감지 수단을 구비하는 사용자 식별 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.Furthermore, the following provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a user identification method having the above-described touch sensing means on a computer.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 장치는 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 현재 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 통신부; 및 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하고, 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하는 처리부를 포함한다.In order to solve the above technical problem, an apparatus for searching for a path from a source node to a destination node in an ad hoc network according to the present invention includes the location information of the neighbor node from the neighbor node and the cumulative energy consumption from the source node to the neighbor node. A communication unit configured to receive a path request message including a path request message and to broadcast a path request message including location information of a current node and a cumulative energy consumption amount of the current node; And a processor configured to calculate a reception distance using location information of the neighbor node and location information of the current node, and calculate a cumulative energy consumption amount from the source node to the current node using the calculated reception distance. .
한편, 상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 상기된 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하는 장치는 상기 경로 요청 메시지가 잔여 에너지 임계값을 더 포함하고, 상기 처리부는 상기 현재 노드가 자신의 잔여 에너지와 상기 잔여 에너지 임계값을 비교하며, 상기 통신부는 비교 결과에 따라 상기 경로 요청 메시지를 선택적으로 브로드캐스트한다.Meanwhile, in order to solve the other technical problem, the apparatus for searching for a route from a source node to a destination node in the ad hoc network further includes the route request message further comprising a residual energy threshold, The residual energy is compared with the residual energy threshold, and the communication unit selectively broadcasts the route request message according to the comparison result.
본 발명은 무선 센서 네트워크 내에서 누적 에너지 소모량을 최소화하는 경로를 발견함으로써 제한된 전력 공급 환경 하에서도 효율적인 전력 소모를 꾀할 수 있으며, 그로 인해 네트워크의 지속 시간(lifetime)을 최대화할 수 있다. 나아가 노드들의 잔여 에너지를 검사하여 적은 잔여 에너지를 갖는 노드를 전송 경로로부터 배제함으로써 특정 노드가 지나치게 빈번하게 활용되는 것을 방지하고, 그 결과 네트워크의 지속 시간을 향상시킬 수 있다.The present invention enables efficient power consumption even under a limited power supply environment by discovering a path that minimizes the cumulative energy consumption within the wireless sensor network, thereby maximizing the lifetime of the network. Furthermore, by examining the residual energy of the nodes, excluding nodes with less residual energy from the transmission paths can prevent certain nodes from being utilized too frequently, resulting in improved network duration.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하기 위해 사용하는 경로 요청 메시지의 구조를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 경유 노드가 경로를 탐색하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 경유 노드가 긴급 메시지를 이용하여 경로를 탐색하는 방법과 잔여 에너지를 고려하여 경로를 탐색하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 목적지 노드가 경로를 탐색하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 애드혹 네트워크에서 다양한 방법을 활용하여 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하고 각각의 방법에서 소모한 에너지를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드가 경로를 탐색하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 경로를 탐색하는 개별 장치인 센서 노드를 도시한 블록도이다.1 is a diagram illustrating a structure of a route request message used to search for a route from a source node to a destination node in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for a route node searching for a route in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for a route node searching for a route using an emergency message and a route searching in consideration of remaining energy in an ad hoc network according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of searching for a path by a destination node in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are diagrams for explaining a path from a source node to a destination node using various methods in an ad hoc network and comparing and comparing the energy consumed in each method.
6 is a flowchart illustrating a method of searching for a route by a source node in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram illustrating a sensor node as an individual device for searching a path in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서 실시예들이 구현되는 환경에 대해 개괄적으로 소개하고, 실시예들이 공통적으로 채용하고 있는 기본 아이디어를 제시하고자 한다.Before describing the embodiments of the present invention, the environment in which the embodiments are implemented will be briefly described, and the basic idea that the embodiments are commonly employed will be presented.
앞서 소개한 바와 같이 센서 노드는 작은 폼-팩터(form-factor)를 가지므로 작은 크기의 배터리만을 가질 수 있으며, 그 결과 센서 노드들은 에너지 공급이 제한된다. 따라서, 많은 센서 노드들로 구성된 네트워크의 지속 시간을 증가시키기 위해서는 필연적으로 제한된 에너지 자원을 효율적으로 사용하여야만 한다. 즉, 보다 긴 네트워크의 지속 시간을 달성하기 위해 데이터 전송 프로토콜은 전체 네트워크를 통해 에너지 소모를 최소화하도록 설계될 필요가 있다.As introduced earlier, the sensor node has a small form-factor, so it can only have a small battery size, which results in limited energy supply. Therefore, in order to increase the duration of a network composed of many sensor nodes, it is necessary to efficiently use limited energy resources. In other words, to achieve longer network durations, data transfer protocols need to be designed to minimize energy consumption throughout the entire network.
AODV(ad-hoc on-demand distance vector) 라우팅 프로토콜(routing protocol)은 무선 센서 네트워크 환경에서 사용하는 대표적인 라우팅 방법으로, 애드혹 모바일 네트워크에서 동적 소스 라우팅(dynamic source routing, DSR) 프로토콜의 문제점 해결을 위해 제안되었다. AODV는 좀 더 적은 메모리로 라우팅이 가능하도록 하기 위해서 데이터 전달 시에만 사용되는 주문형 라우팅 프로토콜이며, 데이터를 전달하지 않는 경우에는 사용되지 않으므로 라우팅에 의한 오버헤드가 적다는 특징이 있다.AODV (ad-hoc on-demand distance vector) routing protocol is a typical routing method used in wireless sensor network environment. It solves the problem of dynamic source routing (DSR) protocol in ad hoc mobile network. Proposed. AODV is an on-demand routing protocol used only for data delivery in order to enable routing with less memory. Since AODV is not used when data is not delivered, the routing overhead is small.
AODV 라우팅 방법은 애드혹 네트워크에 참여하는 무선 노드가 데이터를 전달하기 위해서 라우팅 경로를 요구하는 경우에 라우팅 경로를 찾기 위해서 사용된다. 이를 위해 출발지 노드(source node)는 라우팅 경로를 찾기 위한 경로 요청(route request, RREQ) 메시지를 네트워크에 플러딩(flooding)한다. 경로 요청 메시지를 수신한 노드들은 이웃 노드들에게 다시 경로 요청 메시지를 플러딩하고, 목적지 노드(destination node)가 경로 요청 메시지를 수신하였을 경우, 경로 응답(route reply, RREP) 메시지를 출발지 노드로 전송한다. 이 때, 전송 경로는 경로 요청 메시지가 전송된 경로의 역방향이다. 이제, 경로 응답 메시지를 수신한 출발지 노드는 경로 응답 메시지가 전달된 경로를 통해 데이터를 목적지 노드에 전송한다.The AODV routing method is used to find a routing path when a wireless node participating in an ad hoc network requires a routing path to carry data. To this end, a source node floods a network with a route request (RREQ) message to find a routing path. Nodes receiving the route request message flood the route request message back to the neighbor nodes and, when the destination node receives the route request message, transmits a route reply (RREP) message to the source node. . At this time, the transmission path is the reverse direction of the path through which the path request message is transmitted. Now, the source node receiving the route response message sends data to the destination node via the route through which the route response message has been delivered.
그러나, AODV 라우팅 방법은 경로를 탐색함에 있어서 단지 이웃 노드에만 브로드캐스트(broadcast)하여 경로 요청 메시지를 전달하므로 각 노드의 에너지 소모의 관점에서 최적화된 경로를 제시하지는 못한다. 또한, AODV 라우팅 방법은 각 노드들의 잔여 에너지를 고려하지 않기 때문에 특정 노드의 빠른 에너지 고갈을 야기할 수 있다. 따라서, 이후에 설명할 본 발명의 실시예들에서는 전체 네트워크의 수명을 극대화시키는 것에 집중하여 경로 탐색 방법을 제안하고자 한다.However, the AODV routing method does not suggest an optimized path from the viewpoint of energy consumption of each node since the AODV routing method broadcasts only the neighbor nodes to the path request message. In addition, the AODV routing method does not consider the remaining energy of each node, which may cause a rapid energy depletion of a specific node. Therefore, in the embodiments of the present invention to be described later, we propose a route search method focusing on maximizing the lifetime of the entire network.
이하의 실시예들이 채택하는 라우팅 프로토콜에 따르면 하나의 노드가 다른 노드로 패킷(packet)을 전송할 때 에너지 소모를 최소화하도록 경로를 탐색한다. 이를 위해 상기 라우팅 프로토콜은 노드들 간의 에너지 소모 및 각각의 노드들의 잔여 에너지를 이용하여 에너지 소모가 최소화되는 경로를 선택하는 방법을 제안한다. 또한, 네트워크 내에서 특정 노드가 집중적으로 사용되어 잔여 에너지가 일정 수준 이하로 소진될 경우, 해당 노드를 경로로부터 배제시킴으로써 네트워크 분리(network partition) 현상을 차단함과 동시에 네트워크 내의 균형있는 에너지 소모를 달성하고자 한다. 즉, 상기 라우팅 프로토콜은 소모되는 에너지를 전체 네트워크상에서 분산시킴으로써 네트워크의 지속 시간(lifetime)을 증가시킨다.According to the routing protocol adopted by the following embodiments, a path is searched to minimize energy consumption when one node transmits a packet to another node. To this end, the routing protocol proposes a method of selecting a path that minimizes energy consumption by using energy consumption between nodes and remaining energy of each node. In addition, when a certain node is used intensively within the network and the remaining energy is consumed below a certain level, the node is excluded from the path to block network partitioning and achieve balanced energy consumption in the network. I would like to. In other words, the routing protocol increases the lifetime of the network by distributing the consumed energy over the entire network.
요약하건대, 본 발명의 실시예들의 한 측면은 에너지 소모를 최소화하는 경로 탐색 알고리즘을 제안하는 것이고, 다른 한 측면은 네트워크 상에서 에너지 소모를 분산시키는 유도 알고리즘을 제안하는 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명한다.In summary, one aspect of embodiments of the present invention proposes a path search algorithm that minimizes energy consumption, and the other aspect proposes an induction algorithm that distributes energy consumption over a network. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하기 위해 사용하는 경로 요청 메시지의 구조를 예시한 도면이다. 이하의 실시예들에서 네트워크 내의 각각의 노드는 GPS(global positioning system) 수신기를 구비함으로써 자신의 위치 정보를 알고 있다고 가정한다.1 is a diagram illustrating a structure of a route request message used to search for a route from a source node to a destination node in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention. In the following embodiments it is assumed that each node in the network knows its location information by having a global positioning system (GPS) receiver.
본 실시예를 통해 소개될 라우팅 프로토콜을 이용하기 위해서는 두 가지 정보가 필요하다. 첫째는 각 노드의 위치 정보이고, 둘째는 잔여 에너지이다. 이들 정보를 얻기 위해 통상적인 경로 요청(RREQ) 메시지 양식 내에 도 1에 도시된 바와 같은 3가지 파라메터(parameter)를 추가하였다. LI(location information)(110)은 해당 노드의 위치 정보를 나타내고, AEC(accumulated energy consumption)(120)는 생성되고 있는 경로 상에서 사용된 에너지 소비량의 합(출발지 노드로부터 해당 노드까지의 누적 에너지 소모량을 말한다.)을 의미하며, MRE(minimum residual energy)(130)는 최소 잔여 에너지를 의미한다. 두 노드 사이에서 데이터 전송시 사용되는 에너지는 무선 환경에서의 에너지 소비 모델(energy consumption model)을 통해 산출된다. 이러한 연산 과정에는 두 노드 사이의 거리 값이 필요한데, 이는 GPS를 통해 얻은 위치 정보(LI)(110)를 이용한다. In order to use the routing protocol to be introduced through this embodiment, two pieces of information are required. The first is location information of each node and the second is residual energy. In order to obtain this information, three parameters as shown in FIG. 1 have been added in a typical route request (RREQ) message format. The location information (LI) 110 represents location information of the corresponding node, and the accumulated energy consumption (AEC) 120 represents the sum of the energy consumptions used on the generated path (the cumulative energy consumption from the source node to the node). MRE (minimum residual energy) 130 means the minimum residual energy. Energy used for data transmission between two nodes is calculated through an energy consumption model in a wireless environment. This operation requires a distance value between two nodes, which uses location information (LI) 110 obtained through GPS.
한편, 또 다른 추가 파라메터인 Emergency(140)는 전송하고자 하는 메시지가 긴급 메시지인지 여부를 나타내는 일종의 플래그(flag)이다. 긴급 메시지를 수신한 경유 노드들은 자신이 수신한 경로 요청 메시지를 다음의 이웃 노드로 바로 전달한다. 반면, 긴급하지 않은 경유 노드들(예를 들어, Emergency 파라메터가 'false'로 설정된 경우가 해당된다.)은 첫 경로 요청 메시지를 받은 후 일정 시간 동안 그 이후에 발생하는 경로 요청 메시지를 수신하여, 일련의 연산(상기된 에너지 소비 모델에 따라 누적 에너지 소모량을 산출하는 처리 과정을 의미한다.)을 수행한다. 이러한 Emergency(140)는 선택적으로 채택될 수 있는데, 그 구체적인 활용 방법은 이후의 도 3을 통해 설명하도록 하겠다.Meanwhile, another
도 1에 도시된 여타의 파라메터들은 통상적인 경로 요청 메시지에서 활용되는 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 파악될 수 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.The other parameters shown in FIG. 1 are used in a general path request message, and thus can be easily understood by those skilled in the art to which the present invention pertains.
이제, 보다 구체적으로 애드혹 네크워크에서 에너지 소모를 최소화하는 경로 탐색 방법을 제시하고자 한다. 애드혹 네트워크를 구성하는 노드들은 경유 노드, 목적지 노드 및 출발지 노드로 구분될 수 있으며, 각각 그 수행 동작이 다소 상이하다. 이들 노드들의 수행 동작은 각각 도 2, 도 4 및 도 6에 도시되어 있는바, 이하에서 순서대로 설명하겠다.Now, more specifically, to propose a path search method to minimize energy consumption in the ad hoc network. The nodes constituting the ad hoc network may be classified into a pass-through node, a destination node, and a source node, each of which performs somewhat differently. Performing operations of these nodes are shown in FIGS. 2, 4, and 6, respectively, and will be described in the following order.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 경유 노드가 경로를 탐색하는 방법을 도시한 흐름도로서, 다음과 같은 단계들을 포함한다. 애드혹 네트워크에서 출발지 노드는 최초에 경로 요청 메시지를 생성한 후에, 이를 출발지 노드의 전송 범위 내에 있는 이웃 노드들에 브로드캐스트한다. 이렇게 브로드캐스트된 경로 요청 메시지가 현재의 경유 노드에 도착하는 상황을 가정한다.2 is a flowchart illustrating a method for a route node searching a route in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention, and includes the following steps. The source node in the ad hoc network initially generates a route request message and then broadcasts it to neighboring nodes within the transmission range of the source node. Assume that the broadcasted route request message arrives at the current passthru node.
210 단계에서 현재 노드는 이웃 노드로부터 이웃 노드의 위치 정보 및 출발지 노드로부터 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신한다. 이 때, 경로 요청 메시지는 앞서 소개한 도 1의 요청 메시지 양식이 활용될 수 있다. 즉, 이웃 노드로부터 수신된 경로 요청 메시지의 위치 정보(LI)는 이웃 노드가 구비하고 있는 GPS를 통해 획득된 이웃 노드의 현재 위치를 나타내고, 역시 경로 요청 메시지에 포함된 누적 에너지 소모량(AEC)은 출발지 노드로부터 이웃 노드까지 현재 발견된 경로 상에서 소모된 에너지의 총량을 의미한다.In
220 단계에서는 210 단계를 통해 수신된 경로 요청 메시지에 포함된 이웃 노드의 위치 정보와 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출한다. 이러한 수신 거리는 다음의 수학식 1과 같은 유클리드 거리법(Euclidean distance method)을 이용하여 산출될 수 있다.In
수학식 1에서 X1, Y1, Z1은 이웃 노드의 위치를 나타내는 좌표값이고, X2, Y2, Z2은 현재 노드의 위치를 나타내는 좌표값이다. Z1 및 Z2 값은 3차원 좌표계를 사용할 경우 필요한 값이며, 2차원 좌표계를 사용할 경우에는 불필요할 것이다.In
230 단계에서는 220 단계를 통해 산출된 수신 거리를 이용하여 출발지 노드로부터 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출한다.In
보다 구체적으로 누적 에너지 소모량을 산출하는 방법을 설명하기에 앞서 우선 2개의 노드들이 상호 데이터를 전송하고 수신할 때 발생하는 에너지 소모에 대해 설명하고자 한다. 2개의 노드들 간의 거리에 따른 에너지 소모는 다음의 수학식 2와 같이 정리된다.More specifically, before describing a method of calculating the cumulative energy consumption, the energy consumption generated when two nodes transmit and receive data from each other will be described. The energy consumption according to the distance between the two nodes is summarized as in
수학식 2에서 k는 패킷 사이즈(packet size)이고, d는 두 개의 노드들 간의 거리를 나타낸다. 전송자 노드(transmitter node)에서 에너지 소모는 
궁극적으로 n개의 노드들 간의 전체 에너지 소모량은 전송 거리(d) 및 전송 및 수신 동작에 관련된 노드들의 수(n)에 의해 영향을 받는다. 본 실시예에서는 
다시 도 2로 돌아와서, 앞서 220 단계를 통해 수신 거리를 산출하였으므로, 이제 230 단계에서는 상기된 수학식 3을 사용하여 이웃 노드로부터 현재 노드까자의 에너지 소모량을 산출할 수 있다. 이어서, 산출된 에너지 소모량과 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 가산함으로써 전체 누적 에너지 소모량을 획득할 수 있다. 이 때, 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량은 앞서 소개한 도 1의 경로 요청 메시지 내에 포함된 값(AEC)임을 알 수 있다.Returning to FIG. 2 again, since the reception distance has been calculated in
240 단계에서 현재 노드는 현재 노드의 위치 정보와 230 단계를 통해 산출된 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 자신의 이웃 노드에 브로드캐스트(broadcast)한다. 이렇게 브로드캐스트된 경로 요청 메시지는 적어도 하나 이상의 경유 노드(현재 노드를 포함한다.)를 거쳐 최종적으로 목적지 노드에 도달하게 되고, 목적지 노드는 최소의 누석 에너지 소모량(AEC)을 갖는 경로 요청 메시지에 따라 경로를 선택하게 된다.In
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 경유 노드가 긴급 메시지를 이용하여 경로를 탐색하는 방법과 잔여 에너지를 고려하여 경로를 탐색하는 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 크게 2가지 측면에서 도 2의 흐름도와는 차이점이 있다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of searching a route using an emergency message and a route searching in consideration of remaining energy in an ad hoc network according to another embodiment of the present invention. There is a difference from the flowchart of FIG.
첫째, 경로 요청 메시지 내에 긴급 메시지를 나타내는 파라메터가 포함되며, 파라메터의 설정 여부에 따라 통상의 브로드캐스트 방법(현재 노드의 이웃 노드에 단순히 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 방법을 의미한다.)을 사용하거나 에너지 소모를 최소화하는 브로드캐스트 방법을 사용한다.First, a parameter indicating an emergency message is included in the path request message, and according to whether or not the parameter is set, use a conventional broadcast method (it simply means to broadcast a path request message to a neighbor node of the current node). Use a broadcast method that minimizes energy consumption.
즉, 무선 센서 네트워크에서 출발지 노드는 목적지 노드를 찾기 위해 경로 탐색 메시지를 브로드캐스트하는데, 이러한 경로 탐색이 긴급할 경우에는 에너지 소모가 최소화되는 경로를 찾는 과정에 다소 시간이 소요됨을 고려하여 이러한 경로 탐색 과정없이 통상의 브로드캐스트 방법을 활용하게 된다. 반면, 긴급한 상황이 아닐 경우 경로 요청 메시지를 받은 경유 노드는 일정 시간 동안 자신이 받은 경로 요청 메시지, GPS를 통한 위치 정보와 앞서 소개한 에너지 소비 모델을 이용해 에너지 소비량을 산출한 후, 최소의 에너지 소비 경로를 갖는 경로 요청 메시지를 다음의 이웃 노드에 브로드캐스트한다.That is, in the wireless sensor network, the source node broadcasts a route discovery message to find a destination node. When such route discovery is urgent, it takes some time to find a route that minimizes energy consumption. The usual broadcast method is used without a procedure. On the other hand, if it is not an emergency, the transit node that receives the route request message calculates the energy consumption using the route request message, the location information through GPS, and the energy consumption model described above, and then minimizes the energy consumption. Broadcast a route request message with a route to the next neighbor node.
도 3에서 310 단계는 경유 노드가 경로 요청 메시지를 수신하는 과정을 나타내고 있는데, 이러한 경로 요청 메시지는 데이터 전송의 긴급 여부를 나타내는 긴급도 정보를 더 포함한다. 320 단계에서는 경로 요청 메시지 내에 포함된 긴급도 여부 파라메터를 검사하고, 긴급도 정보에 따라 수신 거리를 산출하는 과정과 누적 에너지 소모량을 산출하는 과정을 선택적으로 수행한다. 만약 긴급하지 않은 경우(긴급도 파라메터가 '거짓(false)'으로 설정된 경우가 될 수 있다.)에는 다음의 330 단계로 진행하게 되는 반면, 긴급한 경우(긴급도 파라메터가 '참(true)'으로 설정된 경우가 될 수 있다.)에는 일련의 연산을 생략하고 곧바로 360 단계를 통해 경로 요청 메시지를 이웃 노드에 브로드캐스트한다.In FIG. 3,
둘째, 현재 노드의 잔여 에너지가 특정 임계치(threshold)보다 큰지 여부를 검사하고, 검사 결과에 따라 다른 연산을 수행한다. 즉, 경로 요청 메시지를 수신한 경유 노드가 임계치 이하의 잔여 에너지(residual energy, RE)를 가진다면, 확률적 과정을 통해서 다음의 이웃 노드에게 경로 요청 메시지를 전달할지 여부를 결정하게 된다.Second, it checks whether the remaining energy of the current node is greater than a certain threshold, and performs another operation according to the test result. That is, if the pass-through node receiving the route request message has a residual energy (RE) below the threshold, it is determined whether to deliver the route request message to the next neighbor node through a probabilistic process.
만약 본 발명의 실시예들에서 상기된 첫 번째 알고리즘(에너지 소모를 최소화하는 알고리즘을 지칭한다.)만을 사용한다면, 에너지 소모가 특정 센서 노드에 집중될 우려가 있다. 에너지 소모가 특정 센서 노드에 집중되면, 네트워크의 지속 시간을 더욱 단축시키게 될 수 있다. 왜냐하면, 비록 현재의 경유 노드를 경로에 포함시키는 것이 전체 에너지 소모를 최소화시킬 수 있다고 할지라도, 해당 경유 노드를 반복적으로 사용할 경우 에너지 고갈로 인해 네트워크가 단절될 우려가 있기 때문이다.If only the first algorithm (referring to the algorithm that minimizes energy consumption) described above in the embodiments of the present invention, there is a concern that energy consumption may be concentrated on a particular sensor node. If energy consumption is concentrated on specific sensor nodes, the network's duration can be further shortened. This is because, although including the current pass-through node in the path can minimize the overall energy consumption, there is a risk that the network will be disconnected due to energy depletion if the pass-through node is used repeatedly.
따라서, 전체 네트워크 내에서 에너지 소모를 분산시키는 방법을 제안하고자 '임계치' 개념을 소개한다. 최초에는 모든 노드들이 잔여 에너지(RE)에 대해 동일한 임계치를 가진다고 가정한다. 경로 요청 메시지를 받은 하나의 노드는 자신의 잔여 에너지(RE)와 임계치를 비교한다. 즉, 현재의 경유 노드의 잔여 에너지를 검사함으로써 네트워크 내에 포함된 센서 노드들의 전력이 기준치(임계치를 의미한다.)보다 지나치게 낮아지는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로 네트워크의 지속 시간을 향상시키게 된다.Therefore, the concept of 'threshold' is introduced to propose a method of distributing energy consumption in the whole network. Initially assume that all nodes have the same threshold for residual energy RE. One node receiving the route request message compares its residual energy RE with a threshold. That is, by inspecting the remaining energy of the current pass-through node, it is possible to prevent the power of the sensor nodes included in the network from being lower than the reference value (which means the threshold value). As a result, the duration of the network is improved.
도 3에서 310 단계를 통해 수신된 경로 요청 메시지는 잔여 에너지 임계값(최소 잔여 에너지(MRE)를 의미한다.)을 더 포함하는데, 현재 노드가 가지고 있는 자신의 잔여 에너지(RE)와 비교를 위해 사용된다.In FIG. 3, the path request message received through
330 단계에서 현재 노드는 자신의 잔여 에너지(RE)와 잔여 에너지 임계값(threshold)을 비교한다. 비교 결과 자신의 잔여 에너지가 임계값보다 큰 경우에는 350 단계로 진행하여 누적 에너지 소모량을 갱신한다. 즉, 현재 노드는 자신의 위치 정보(LI)를 이용하여 이웃 노드와 현재 노드 간의 소비 에너지를 산출하고, 누적 에너지 소모량(AEC)을 갱신한 후, 360 단계를 통해 경로 요청 메시지를 다음의 이웃 노드들에게 브로드캐스트한다.In
반면, 잔여 에너지가 임계값보다 크지 않다면 340 단계로 진행하여 특정 규칙에 따라 확률 처리를 수행하게 된다. 이러한 확률 처리는 다음의 수학식 4를 이용하여 처리될 수 있다.On the other hand, if the remaining energy is not greater than the threshold value proceeds to step 340 to perform a probability process according to a specific rule. Such probability processing may be processed using Equation 4 below.
수학식 4에서 Pi 의 번위는 0~1 사이의 변수이고, N은 소정의 상수를 나타낸다. 즉, 잔여 에너지가 임계값보다 작은 경우에는 수학식 4와 같은 특정 규칙을 활용하여 현재 노드를 경로 설정에 포함시킬지 여부를 결정하게 된다. 수학식 4에 따르면 Pi 는 0~1 사이의 값이 되므로 일정한 확률의 빈도에 따라 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계(360 단계)를 선택적으로 수행하게 된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 확률 처리를 위한 수학식 4 뿐만 아니라 그 본질의 동일, 유사성이 인정되는 한 다양한 확률 처리 방법이 활용될 수 있음을 알 수 있다.In Equation 4, the position of P i is a variable between 0 and 1, and N represents a predetermined constant. That is, when the residual energy is smaller than the threshold value, a specific rule such as Equation 4 is used to determine whether to include the current node in the path setting. According to Equation 4, since P i is a value between 0 and 1, a step (360) of selectively broadcasting a route request message is selectively performed according to a frequency of a predetermined probability. Those skilled in the art can recognize that not only Equation 4 for the above probability processing but also various probability processing methods can be used as long as the same or similarity of the nature thereof is recognized.
한편, 잔여 에너지(RE)가 임계값보다 크거나 확률 처리(340 단계)에 의해 경로로서 선택된 경우 350 단계를 통해 누적 에너지 소모량을 갱신한다. 이 과정은 현재 노드가 자신의 잔여 에너지(RE)와 잔여 에너지 임계값(MRE) 중 더 작은 값으로 잔여 에너지 임계값(MRE)을 갱신함으로써 수행될 수 있다. 마지막으로 360 단계에서는 갱신된 잔여 에너지 임계값을 경로 요청 메시지에 포함시켜 이웃 노드에 브로드캐스트한다.On the other hand, if the residual energy RE is greater than the threshold or selected as the path by the probability process (step 340), the cumulative energy consumption is updated through
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 목적지 노드가 경로를 탐색하는 방법을 도시한 흐름도로서, 다음과 같은 단계들을 포함한다.4 is a flowchart illustrating a method of searching for a route by a destination node in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention, and includes the following steps.
410 단계에서 목적지 노드는 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신한다. 최종 목적지 노드는 첫 경로 요청 메시지를 수신한 후 일정 시간 동안만 또 다른 경로 요청 메시지를 수신한다.In
420 단계에서는 410 단계를 통해 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하고, 430 단계에서 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출한다. 예를 들어, 최초로 수신한 경로 요청 메시지와 두 번째로 수신한 경로 요청 메시지의 누적 에너지 소모량(AEC)을 비교한 후, 저 작은 누적 에너지 소모량에 해당하는 경로 요청 메시지만을 남기고, 다른 것은 폐기한다. 이러한 과정을 통해 목적지 노드는 출발지 노드로부터 에너지 소모량이 최소화되는 경로를 선택할 수 있게 된다.In
한편, 누적 에너지 소모량은 앞서 도 2 내지 도 3을 통해 설명한 일련의 절차에 따라 산출된다. 즉, 경유 노드가 이웃 노드로부터 이웃 노드의 위치 정보 및 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 이웃 노드의 위치 정보와 경유 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하며, 산출된 수신 거리를 이용하여 출발지 노드로부터 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하여 브로드캐스트함으로써 최종적으로 목적지 노드에 누적 에너지 소모량이 전달되게 된다.Meanwhile, the cumulative energy consumption is calculated according to a series of procedures described above with reference to FIGS. 2 to 3. That is, the transit node receives a route request message including the position information and the cumulative energy consumption of the neighbor node from the neighbor node, calculates a reception distance using the position information of the neighbor node and the position information of the transit node, and calculates the received distance. By using the distance, the cumulative energy consumption from the source node to the diesel node is calculated and broadcasted so that the cumulative energy consumption is finally delivered to the destination node.
440 단계에서 목적지 노드는 430 단계를 통해 추출된 전송 경로를 따라 경로 응답 메시지를 유니캐스트(unicast)한다. 즉, 최종적으로 목적지 노드에 남은 경로 요청 메시지의 역방향으로 경로 응답 메시지를 전송하고, 경로 응답 메시지를 수신한 출발지 노드는 설정된 경로를 통해 필요한 데이터를 전송한다. 경로 응답 메시지를 전송함에 있어서 이미 전송 경로가 확정되었기 때문에 불필요한 노드들의 시스템 자원을 낭비할 필요없이 유니캐스트 방식에 따라 통신하는 것이 유리하다.In
도 5a 및 도 5b는 애드혹 네트워크에서 다양한 방법을 활용하여 출발지 노드로부터 목적지 노드까지의 경로를 탐색하고 각각의 방법에서 소모한 에너지를 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 도 5a는 3가지 경로를 통해 A 노드로부터 D 노드로 임의의 패킷을 전송하는 절차를 보여준다. 도 5a에서 각 노드를 연결하는 에지(edge)에 표시된 값은 노드 간의 거리를 의미한다. 또한, 모든 가능한 경로와 에너지 소모는 도 5b에 주어진 값에 따른다.5A and 5B are diagrams for explaining a path from a source node to a destination node using various methods in an ad hoc network and comparing and comparing the energy consumed in each method. 5A shows a procedure for transmitting arbitrary packets from node A to node D through three paths. In FIG. 5A, a value indicated at an edge connecting each node means a distance between nodes. In addition, all possible paths and energy consumption are in accordance with the values given in FIG. 5B.
첫째, [Route 1]은 통상적인 AODV에 따라 전송 경로를 설정하는 방법을 보여주고 있다. [Route 1]에서는 다른 경로보다 더 적은 수의 홉 카운트(hop count)를 갖는 A→D의 경로가 선택된다.First, [Route 1] shows how to set up a transmission path according to a typical AODV. In [Route 1], a path of A → D having a smaller number of hop counts than another path is selected.
그러나, 본 발명의 실시예들을 통해 제안하고 있는 에너지 소모를 최소화하는 경로 탐색 방법에 따르면 [Route 1]의 선택은 바람직하지 못하다. 왜냐하면, [Route 1]의 총 소모 에너지가 1100의 값을 갖는 반면, 다른 경로 [Route 2] 내지 [Route 3]은 더 적은 총 소모 에너지 값을 갖기 때문이다.However, according to the route search method for minimizing energy consumption proposed through embodiments of the present invention, the selection of [Route 1] is not preferable. This is because the total consumed energy of [Route 1] has a value of 1100, while the other routes [Route 2] to [Route 3] have less total consumed energy values.
에너지 소모의 관점에서 볼 때 가장 효율적인 경로는 총 700의 에너지를 소모하는 [Route 2]에 따른 A→C→D의 경로가 될 것이며, 이상에서 소개한 본 발명의 실시예들은 통상적인 경우 [Route 2]를 전송 경로로서 선택할 것이다.In terms of energy consumption, the most efficient route will be the route of A → C → D according to [Route 2], which consumes a total of 700 energies. 2] will be selected as the transmission path.
한편, C 노드의 잔여 에너지가 임계치보다 작아진 경우를 가정하자. 이 경우, 이상에서 소개한 본 발명의 실시예들은 네트워크 절단을 막기 위해 해당 노드를 경로에서 배제하게 된다. 즉, 확률적인 방법을 통해 노드 C는 전송 경로로서 포함되지 않을 것이며, 차선으로 총 920의 에너지를 소모하는 [Route 3]에 따른 A→B→D 경로가 선택된다. [Route 3]은 전체 네트워크 내에서 에너지 소모를 분산시킴으로써 네트워크의 지속 시간을 극대화할 수 있다.On the other hand, suppose that the remaining energy of the C node is smaller than the threshold. In this case, the embodiments of the present invention introduced above exclude the node from the path to prevent network disconnection. That is, the node C will not be included as a transmission path through a probabilistic method, and a path A → B → D according to [Route 3] that consumes a total of 920 energy in a lane is selected.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 출발지 노드가 경로를 탐색하는 방법을 도시한 흐름도로서, 다음과 같은 단계들을 포함한다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of searching for a route by a source node in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention, and includes the following steps.
610 단계에서 출발지 노드는 자신의 위치 정보 및 0의 값을 갖는 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트한다. 출발지 노드의 경우 이웃 노드로부터 경로 요청 메시지를 수신받지 않으므로 누적 에너지 소모량(AEC)은 0이 될 것이다. 또한, 최소 잔여 에너지(MRE)는 기본값(default)으로 설정될 수 있다.In
이렇게 브로드캐스트된 경로 요청 메시지가 최종적으로 목적지 노드에 도착하면, 목적지 노드에 의해 에너지 소모량이 최소화되는 경로가 선택된다. 그러면, 620 단계에서 출발지 노드는 목적지 노드로부터 탐색된 경로에 대한 응답 메시지를 수신하게 된다.When the broadcasted route request message finally arrives at the destination node, a route is selected by which the energy consumption is minimized by the destination node. Then, in
이 때, 탐색된 경로는 이상의 도면들을 통해 설명된 방법에 따라 선택된다. 즉, 경유 노드가 이웃 노드로부터 이웃 노드의 위치 정보 및 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 이웃 노드의 위치 정보와 경유 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하고, 산출된 수신 거리를 이용하여 출발지 노드로부터 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하여 목적지 노드에 전달한다. 그러면, 목적지 노드는 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하여 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출한다.At this time, the searched path is selected according to the method described through the above drawings. That is, the pass-through node receives a route request message including the position information and the cumulative energy consumption of the neighbor node from the neighbor node, calculates the reception distance using the position information of the neighbor node and the position information of the pass-through node, and calculates the received Using the distance, the cumulative energy consumption from the source node to the diesel node is calculated and delivered to the destination node. Then, the destination node receives a route request message including a cumulative energy consumption from at least one via node, selects a minimum value among the at least one accumulated energy consumption, and selects a transmission path from the route request message corresponding to the selected value. Extract.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 경로를 탐색하는 개별 장치인 센서 노드(700)를 도시한 블록도로서, 통신부(10), 제어부(20), 처리부(30), GPS(40) 및 센서(50)를 포함한다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a
통신부(10)는 통상적으로 이웃 노드로부터 이웃 노드의 위치 정보 및 출발지 노드로부터 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 현재 노드의 위치 정보와 현재 노드의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트한다.The
이러한 통신부(10)는 센서 노드에서 활용될 수 있는 무선 통신 수단을 통해 구현될 수 있으며, 그 통신 프로토콜 역시 센서 노드 간의 애드혹 통신 내지 범용 네트워크와의 연결에 활용되는 통신 프로토콜이 모두 활용 가능하다.The
제어부(20)는 통신부(10), 처리부(30), GPS(40) 및 센서(50)에 전기적으로 연결되어 각각의 하드웨어를 제어한다. 따라서, 제어부(20)는 작은 용량의 명령어 셋(set)을 저장할 수 있으며, 이러한 명령에 따라 각각의 하드웨어를 동작시키고, 그 수행 결과를 수신하여 타 장치로 전달한다.The
처리부(30)는 통상적으로 이웃 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하고, 산출된 수신 거리를 이용하여 출발지 노드로부터 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출한다. 보다 구체적으로, 처리부(30)는 산출된 수신 거리를 이용하여 이웃 노드와 현재 노드까지의 에너지 소모량을 산출하고, 산출된 에너지 소모량과 출발지 노드로부터 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 가산함으로써 출발지 노드로부터 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출한다.The
이러한 처리부(30)는 상기된 일련의 연산을 수행하기 위해 필요한 처리기(processor) 및 기억공간(memory)을 통해 구현될 수 있다. 이러한 처리기 내지 기억공간은 본 발명이 속하는 기술분야의 활용 환경이나 동작 환경을 고려하여 통상의 지식을 갖는 기술자에 의해 적절하게 선택될 수 있을 것이다. 나아가, 이러한 구성 요소들을 구현함에 있어서 이상에서 예시된 하드웨어들을 제어하기 위한 부가적인 소프트웨어 코드(code)도 활용될 수 있을 것이다. The
한편, 통신부(10)를 통해 수신되는 경로 요청 메시지는 잔여 에너지 임계값을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 처리부(30)는 현재 노드의 잔여 에너지와 잔여 에너지 임계값을 비교하여 해당 현재 노드를 전송 경로에 포함시킬지 여부를 결정한다. 따라서, 통신부(10)는 이러한 비교 결과에 따라 경로 요청 메시지를 이웃 노드에 선택적으로 브로드캐스트한다.Meanwhile, the path request message received through the
또한, 만약 현재 노드가 목적지 노드인 경우, 처리부(30)는 수신된 적어도 하나 이상의 요청 메시지에 포함된 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하여 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출한다. 이어서, 통신부(10)는 처리부(30)를 통해 추출된 전송 경로를 따라 경로 응답 메시지를 유니캐스트하게 된다.In addition, if the current node is a destination node, the
또한, 만약 현재 노드가 출발지 노드인 경우, 통신부(10)는 누적 에너지 소모량을 0으로 설정하여 요청 메시지를 브로드캐스트하고, 목적지 노드로부터 탐색된 경로에 대한 응답 메시지를 수신한다. 이 때, 탐색된 경로는 목적지 노드가 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하여 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출함으로써 획득된다.In addition, if the current node is a source node, the
한편, 센서 노드(700)들이 획득하는 위치 정보들은 각각의 노드들이 구비한 GPS(global positioning system) 수신기(40)를 통해 획득된 노드 자신의 현재 위치를 나타낸다. 이러한 위치 정보는 이웃 노드와 현재 노드와의 거리를 산출하는데 이용되며, 이를 위해 유클리드 거리법이 활용될 수 있음은 이미 설명한 바 있다.On the other hand, the position information obtained by the
센서(50)는 센서 노드(700)의 주위로부터 다양한 환경 인자들을 측정하기 위한 수단으로서, 본 실시예가 활용되는 환경에 따라서 다양한 스마트 센서가 활용될 수 있다. 상기된 실시예들에서 전송 경로를 탐색하는 것은 결국 센서(50)를 통해 수집된 정보를 원하는 목적지까지 보다 효과적으로 전송하기 위함이다.The
상기된 실시예들에 따르면, 무선 센서 네트워크 내에서 누적 에너지 소모량을 최소화하는 경로를 발견함으로써 제한된 전력 공급 환경 하에서도 효율적인 전력 소모를 꾀할 수 있으며, 그로 인해 네트워크의 지속 시간을 최대화할 수 있다. 나아가, 노드들의 잔여 에너지를 검사하여 임계치보다 작은 잔여 에너지를 갖는 노드를 전송 경로로부터 배제함으로써 특정 노드가 빈번하게 활용되는 것을 방지하고, 그 결과 네트워크의 지속 시간을 향상시킬 수 있다.According to the embodiments described above, by discovering a path that minimizes the cumulative energy consumption in the wireless sensor network, efficient power consumption can be achieved even under a limited power supply environment, thereby maximizing the duration of the network. Further, by examining the residual energy of the nodes and excluding nodes with residual energy less than the threshold from the transmission path, it is possible to prevent a particular node from being utilized frequently, thereby improving the duration of the network.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, the present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.
이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to various embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
700 : 에드혹 네트워크에서 경로를 탐색하는 장치(센서 노드)
10 : 통신부 20 : 제어부
30 : 처리부 40 : GPS
50 : 센서700: device (sensor node) for searching routes in the ad hoc network
10: communication unit 20: control unit
30: processor 40: GPS
50: sensor
Claims (18)
현재 노드가 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량 및 잔여 에너지 임계값을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 현재 노드가 자신의 잔여 에너지와 상기 잔여 에너지 임계값을 비교하는 단계;
상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하는 단계;
상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 현재 노드가 상기 현재 노드의 위치 정보와 상기 산출된 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 선택적으로 브로드캐스트(broadcast)하는 단계를 포함하는 방법.A method for searching a route from a source node to a destination node in an ad-hoc network,
Receiving, by a current node, a route request message including location information of the neighboring node from a neighboring node, a cumulative energy consumption amount from the source node to the neighboring node, and a residual energy threshold value;
The current node comparing its residual energy with the residual energy threshold;
Calculating a reception distance using location information of the neighboring node and location information of the current node;
Calculating a cumulative energy consumption amount from the source node to the current node using the calculated reception distance; And
And selectively broadcasting, by the current node, a route request message including location information of the current node and the calculated cumulative energy consumption according to the comparison result.
상기 누적 에너지 소모량을 산출하는 단계는,
상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 이웃 노드와 상기 현재 노드까지의 에너지 소모량을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 에너지 소모량과 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 가산함으로써 상기 출발지 노드로부터 상기 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1,
Computing the cumulative energy consumption,
Calculating an energy consumption amount between the neighboring node and the current node by using the calculated reception distance; And
Calculating the cumulative energy consumption from the source node to the current node by adding the calculated energy consumption and the cumulative energy consumption from the source node to the neighboring node.
상기 수신 거리를 산출하는 단계는 유클리드 거리법(Euclidean distance method)을 이용하여 상기 이웃 노드로부터 상기 현재 노드까지의 수신 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
The calculating of the reception distance may include calculating a reception distance from the neighboring node to the current node by using an Euclidean distance method.
상기 비교 결과 상기 현재 노드의 잔여 에너지가 상기 잔여 에너지 임계값보다 작은 경우, 소정 확률의 빈도에 따라 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
If the residual energy of the current node is less than the residual energy threshold as a result of the comparison, broadcasting the route request message according to a frequency of a predetermined probability.
상기 현재 노드가 상기 자신의 잔여 에너지와 상기 잔여 에너지 임계값 중 더 작은 값으로 상기 잔여 에너지 임계값을 갱신하는 단계를 더 포함하고,
상기 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계는 상기 갱신된 잔여 에너지 임계값을 경로 요청 메시지에 포함시키는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
The current node further updating the residual energy threshold to a lesser value of the residual energy and the residual energy threshold,
Broadcasting the path request message comprises including the updated residual energy threshold in a path request message.
상기 경로 요청 메시지는 데이터 전송의 긴급 여부를 나타내는 긴급도 정보를 더 포함하고,
상기 긴급도 정보에 따라 상기 수신 거리를 산출하는 단계 및 상기 누적 에너지 소모량을 산출하는 단계를 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
The route request message further includes emergency information indicating whether the data transmission is urgent,
And calculating the reception distance and calculating the cumulative energy consumption according to the urgency information.
상기 목적지 노드가 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하고, 상기 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출하는 단계; 및
상기 목적지 노드가 상기 추출된 전송 경로를 따라 경로 응답 메시지를 유니캐스트(unicast)하는 단계를 포함하고,
상기 누적 에너지 소모량은,
상기 경유 노드가 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고,
상기 경유 노드가 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 경유 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하며,
상기 경유 노드가 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하여 브로드캐스트함으로써 상기 목적지 노드에 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.A method for searching a route from a source node to a destination node in an ad hoc network,
Receiving, by the destination node, a route request message including a cumulative energy consumption from at least one via node;
Selecting a minimum value from the one or more accumulated energy consumptions and extracting a transmission path from a path request message corresponding to the selected value; And
Unicasting a path response message along the extracted transmission path by the destination node,
The cumulative energy consumption is,
The transit node receives a route request message including location information of the neighbor node from the neighbor node and a cumulative energy consumption amount from the source node to the neighbor node,
The passthru node calculates a reception distance by using the positional information of the neighboring node and the positional information of the passthru node;
And the via node calculates and broadcasts a cumulative energy consumption from the source node to the via node using the calculated reception distance and is delivered to the destination node.
상기 누적 에너지 소모량은,
상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 이웃 노드와 상기 경유 노드까지의 에너지 소모량을 산출하고,
상기 산출된 에너지 소모량과 상기 출발지 노드로부터 상기 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 가산함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8,
The cumulative energy consumption is,
The energy consumption of the neighboring node and the via node is calculated using the calculated reception distance,
And the sum of the calculated energy consumption and the cumulative energy consumption from the source node to the diesel node.
상기 출발지 노드가 자신의 위치 정보 및 0의 값을 갖는 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 단계; 및
상기 출발지 노드가 상기 목적지 노드로부터 탐색된 경로에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하고,
상기 탐색된 경로는,
경유 노드가 이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 포함하는 상기 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 경유 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하고, 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하여 상기 목적지 노드에 전달하고,
상기 목적지 노드가 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 상기 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하고, 상기 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.A method for searching a route from a source node to a destination node in an ad hoc network,
The source node broadcasting a route request message including its location information and a cumulative energy consumption having a value of zero; And
Receiving, by the source node, a response message for a route searched from the destination node,
The searched route is,
The passthru node receives the route request message including the position information of the neighbor node from the neighbor node and the cumulative energy consumption from the source node to the neighbor node, and receives the position information of the neighbor node and the position information of the via node. Calculating a reception distance using the calculated reception distance, calculating a cumulative energy consumption amount from the source node to the via node using the calculated reception distance, and transmitting the calculated energy consumption to the destination node,
The destination node receives a route request message including the cumulative energy consumption from at least one via node, selects a minimum value from the at least one accumulated energy consumption, and from the route request message corresponding to the selected value Obtained by extracting a transmission path.
상기 누적 에너지 소모량은,
상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 이웃 노드와 상기 경유 노드까지의 에너지 소모량을 산출하고,
상기 산출된 에너지 소모량과 상기 출발지 노드로부터 상기 경유 노드까지의 누적 에너지 소모량을 가산함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10,
The cumulative energy consumption is,
The energy consumption of the neighboring node and the via node is calculated using the calculated reception distance,
And the sum of the calculated energy consumption and the cumulative energy consumption from the source node to the diesel node.
이웃 노드로부터 상기 이웃 노드의 위치 정보 및 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량 및 잔여 에너지 임계값을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 현재 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 브로드캐스트하는 통신부; 및
상기 현재 노드의 잔여 에너지와 상기 잔여 에너지 임계값을 비교하고, 상기 이웃 노드의 위치 정보와 상기 현재 노드의 위치 정보를 이용하여 수신 거리를 산출하며, 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 출발지 노드로부터 상기 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하는 처리부를 포함하되,
상기 통신부는 상기 비교 결과에 따라 상기 경로 요청 메시지를 선택적으로 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for searching a route from a source node to a destination node in an ad hoc network,
Receive a route request message including location information of the neighboring node from the neighboring node, cumulative energy consumption from the source node to the neighboring node, and a residual energy threshold; A communication unit for broadcasting a route request message including a; And
Comparing the residual energy of the current node and the residual energy threshold, calculating a reception distance using location information of the neighboring node and location information of the current node, and using the calculated reception distance from the source node. Comprising a processing unit for calculating the cumulative energy consumption to the current node,
And the communication unit selectively broadcasts the path request message according to the comparison result.
상기 처리부는 상기 산출된 수신 거리를 이용하여 상기 이웃 노드와 상기 현재 노드까지의 에너지 소모량을 산출하고, 상기 산출된 에너지 소모량과 상기 출발지 노드로부터 상기 이웃 노드까지의 누적 에너지 소모량을 가산함으로써 상기 출발지 노드로부터 상기 현재 노드까지의 누적 에너지 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 13,
The processing unit calculates an energy consumption amount between the neighboring node and the current node using the calculated reception distance, and adds the calculated energy consumption amount and the accumulated energy consumption amount from the source node to the neighboring node. Calculating a cumulative energy consumption from the current node to the current node.
상기 현재 노드가 목적지 노드인 경우,
상기 처리부는 상기 수신된 적어도 하나 이상의 요청 메시지에 포함된 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하여 상기 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출하고,
상기 통신부는 상기 추출된 전송 경로를 따라 경로 응답 메시지를 유니캐스트하는 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 13,
If the current node is a destination node,
The processor extracts a transmission path from a path request message corresponding to the selected value by selecting a minimum value among cumulative energy consumption amounts included in the received at least one request message,
Wherein the communication unit unicasts a path response message along the extracted transmission path.
상기 현재 노드가 출발지 노드인 경우,
상기 통신부는 상기 누적 에너지 소모량을 0으로 설정하여 상기 요청 메시지를 브로드캐스트하고, 상기 목적지 노드로부터 탐색된 경로에 대한 응답 메시지를 수신하고,
상기 탐색된 경로는 상기 목적지 노드가 적어도 하나 이상의 경유 노드로부터 상기 누적 에너지 소모량을 포함하는 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신된 하나 이상의 누적 에너지 소모량 중에서 최소의 값을 선택하고, 상기 선택된 값에 해당하는 경로 요청 메시지로부터 전송 경로를 추출함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 13,
If the current node is a source node,
The communication unit broadcasts the request message by setting the cumulative energy consumption to 0, receives a response message for the path searched from the destination node,
The searched route may include a route request message including the cumulative energy consumption from at least one via node, the destination node, select a minimum value from the at least one accumulated energy consumption, and correspond to the selected value. And extracting a transmission path from the path request message.
상기 위치 정보들은 각각의 노드들이 구비한 GPS(global positioning system) 수신기를 통해 획득된 노드 자신의 현재 위치인 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 13,
Wherein the location information is the current location of the node itself obtained via a global positioning system (GPS) receiver provided by each node.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104768200A (en) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 重庆邮电大学 | Stable WSN routing method based on multi-path forwarding strategy |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Sungsoon Cho. "Power-Aware Link Maintenance (PALM) for Mobile Ad Hoc Networks." Local Computer Networks, 2007. LCN 2007. 32nd IEEE Conference on, 403 - 410. 2007.10.15. * |
| 유남규 외 2명. "이동 애드혹 네트워크에서 단말의 최대 소모 에너지를 최적화하는 라우팅 방안," 정보과학회논문지 : 정보통신, [2008] pp.158~165 (8pages). 2008년 4월. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104768200A (en) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 重庆邮电大学 | Stable WSN routing method based on multi-path forwarding strategy |
| CN104768200B (en) * | 2015-03-26 | 2018-06-15 | 重庆邮电大学 | A kind of stability WSN method for routing based on multipath forwarding strategy |
| US20220237712A1 (en) * | 2017-08-14 | 2022-07-28 | LO3 Energy Inc. | Exergy token |
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| Norman et al. | HLAODV-A Cross Layer Routing Protocol for Pervasive Heterogeneous Wireless Sensor Networks Based On Location | |
| Pappas et al. | A circulatory system approach for wireless sensor networks | |
| Bhuvaneswari et al. | Location aided energy efficient routing protocol in wireless sensor network |
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