KR20090065870A - 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를선정하는 방법 및 그 무선 센서 네트워크 - Google Patents

무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를선정하는 방법 및 그 무선 센서 네트워크 Download PDF

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본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법은 싱크노드와 복수의 센서노드로 구성된 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법으로서, 복수의 센서 노드 각각이 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 제 1 단계; 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내로 방송하는 제 2 단계; 제 2단계의 방송을 수신하고 수신된 방송을 근거로 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들 각각이 다른 유효 노드 상태인 센서 노드와 EDR을 비교하여 유효 헤드 노드 상태 유지 여부를 판단하는 제 3 단계; 및 제 3 단계에서 판단된 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 센서 노드들을 헤드 노드로 선정하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
무선 센서 네트워크, 클러스터링, 헤드 선정

Description

무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를 선정하는 방법 및 그 무선 센서 네트워크{A Head Node Election Method for Clustering in Wireless Seneor Network and thereof Wireless Seneor Network}
본 발명은 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를 선정하는 방법 및 그 무선 센서 네트워크에 관한 것으로, 특히, 무선 센서 네트워크를 클러스터링으로 구성할 때 데이터 전송 단계에서 에너지 소비 집약적인 헤드 노드가 가능한 오랜 시간 동안 동작하도록 하기 위한 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를 선정하는 방법 및 그 무선 센서 네트워크에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-026-02, 과제명: 능동형 서비스를 위한 URC 서버 프레임웍 개발(Development of the URC Server Framework for Proactive Robotic Services)].
최근 무선통신과 전자공학 기술의 발달로 인하여 저가격, 극소형 센서 간의 네트워크가 가능하게 되었으며, 이러한 센서들로 구성된 네트워크를 무선 센서 네트워크라고 한다.
무선 센서 네트워크는 생태환경 감시, 지능형 환경 모니터링, 위치인식 서비스, 지능형 의료시스템, 지능형 로봇 시스템 등에 활용되고 있으며, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 중심기술로서 발전하고 있다.
무선 센서 네트워크는 물리공간의 상태인 빛, 소리, 온도, 움직임과 같은 물리적 데이터를 감지, 측정, 플러딩하는 센서 노드와 센서 노드로부터 프러딩되는 데이터를 수신하고 분석하는 중앙의 기본노드(싱크노드, Sink-node)로 구성되는 네트워크이다.
통상적으로 센서 노드들은 하나 이상의 센서, 액추에이터(actuator), 마이크로 컨트롤러, 수 십Kb 크기의 EEPROM, 수Kb의 SRAM, 수백Kb 크기의 플래시 메모리, ADC(Analog to Digital Converter), 근거리 무선 통신 모듈 및 이러한 구성 요소들에 전원을 공급해주기 위한 전원부(에너지원)로 구성되기 때문에 센서 노드의 제한적인 자원으로 인해 무선 센서 네트워크의 수명은 전적으로 센서 노드의 수명에 의존한다.
이와 같이, 무선 센서 네트워크에서 센서 노드들은 제한된 에너지를 가지고 있으며, 대개는 배터리 교체나 관리가 불가능한 지역에 배치되기 때문에 센서 네트워크의 수명을 연장하기 위해서는 센서 노드의 에너지 소비를 줄이기 위한 방법이 요구된다.
최근에 무선 센서 네트워크에서 소모되는 에너지를 극소화하는 방안으로 등장한 것이 클러스터링이다. 클러스터링이란, 무선 센서 네트워크를 다수의 클러스터로 분할하고, 분할된 클러스터 내에 존재하는 노드들의 역할을 분담하여 운영되 는 것이다.
무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 에너지 소비를 줄이기 위한 기존의 방법으로써, 클러스터는 하나의 헤드 노드(HN ; Head Node)와 다수의 멤버 노드(MN ; Member Node)들로 구성되고, 헤드 노드는 멤버 노드들로부터 수집한 데이터를 싱크 노드(SN ;Sink Node)로 전송하는 역할을 복수 회 반복함으로써 많은 에너지를 소비한다.
예를 들어, 기존에 이미 제안된 클러스터링 방법의 대표적인 예로서, Least ID 클러스터링 방법, Linked 클러스터링 방법, 및 TopDisc(Topology Discovery) 방법을 들 수 있다. Least ID 클러스터링 방법은 노드들의 ID를 기반으로 클러스터링을 수행하는 방법이고, Linked 클러스터링 방법은 ID가 높은 순서대로 노드들에 고유한 슬롯이 할당되는 방법이다. 이와 같은 Least ID 클러스터링 방법 및 Linked 클러스터링 방법은 비교적 단순하다는 장점을 가지고 있으나, 에너지 소모가 많은 노드인 HN이 많이 생성되기 때문에 무선 센서 네트워크에서 소모되는 에너지가 증대된다는 단점을 드러내게 된다.
한편, 도 1은 종래에 따른 무선 센서 네트워크에서의 헤드 노드 선정을 도시한 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, TopDisc 방법은 HN(1)와 MN(2)간의 거리를 최대화시켜 에너지 소모가 많은 노드인 HN(1)의 개수를 최소화시키는 클러스터링 방법이다. 이는, 전송지연(Propagation Delay) 시간이 노드들 간의 거리에 비례한다는 가정에 기반을 둔 것이다. 구체적으로 TopDisc 방법의 경우, HN(1)은 전송 가능 범위내의 노드들(2, 4)에 Topology Discovery 메세지를 브로드캐스트하고, 각 노드들로부터 수신된 응답메세지의 전송지연 시간을 측정한다. 그리고, MN(2)은 전송지연 시간이 가장 긴 노드가 상대적으로 가장 먼 노드로 간주하여, 이를 HN(1)으로 선정하게 된다. 선정된 HN(1)은 위와 동일한 방법으로 이웃 클러스터의 HN(3) 및 MN(5)를 선정한다. 그리고, 이와 같은 과정은 전체 무선 센서 네트워크로 확산된다.
즉, 종래의 헤드 노드(HN) 선정 방법은 헤드 노드가 무선 통신으로 싱크 노드에 데이터를 전송할 때 헤드 노드의 에너지 소비는 싱크 노드의 거리 제곱으로 증가하게 된다. 헤드 노드는 센서 노드들 중에서 램덤하게 또는 에너지가 많은 노드를 헤드 노드로 선정할 수가 있다.
그러나, 헤드 노드가 랜덤하게 선정하는 경우에는 에너지가 매우 적은 노드가 헤드로 선정되는 문제점이 있으며, 에너지가 많은 노드를 헤드로 선정하는 경우에는 노드의 에너지가 많더라도 싱크 노드와 먼 거리에 배치됨으로써 헤드 수행 시간이 다른 헤드 대상 노드들 보다 오래 지속될 수 없는 문제점이 있다. 또한 상기 문제점으로 인하여 무선 센서 네트워크의 수명이 짧게 되는 단점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명은 센서 노드의 에너지와 해당 센서 노드와 싱크 노드 사이의 거리 비, 즉, 두 가지 요소로부터 노드의 에너지 대 싱크 노드 거리 비(EDR)를 계산하고 그 계산된 EDR이 큰 센서 노드가 헤 드 노드로 선정되도록 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를 선정하는 방법 및 그 무선 센서 네트워크를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 클러스터링시 헤드 노드 선정 방법은 싱크노드와 복수의 센서노드로 구성된 무선 센서 네트워크 시스템의 클러스터링시 헤드 노드 선정 방법으로서, 복수의 센서 노드 각각이 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 제 1 단계; 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내로 방송하는 제 2 단계; 제 2단계의 방송을 수신하고 수신된 방송을 근거로 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들 각각이 다른 유효 노드 상태인 센서 노드와 EDR을 비교하여 유효 헤드 노드 상태 유지 여부를 판단하는 제 3 단계; 및 제 3 단계에서 판단된 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 센서 노드들을 헤드 노드로 선정하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 단계는, 복수의 센서 노드 각각이 백분율을 갖는 난수을 생성하고, 난수를 클러스터 헤드 비율(HDR)과 비교하여 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 단계는, 복수의 센서 노드 각각이 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 제 1 단계; 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내로 방송하는 제 2 단계; 제 1 단계에서의 판단 결과에 따라 복수의 센 서 노드 각각이 노드 상태를 유효 헤드 노드 상태로 지정하는 제 2-1 단계; 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 선정 요청 메시지를 생성하는 제 2-2 단계; 및 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 제 2-2 단계에서 생성된 헤드 선정 요청 메시지를 일정한 통신 반경 내에서 방송하는 제 2-3 단계;를 포함하는 것이 바람직하다
본 발명의 제 3 단계는, 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 서로 다른 센서 노드로부터 헤드 선정 요청 메시지를 수신하는 제 3-1 단계; 및 수신된 헤드 선정 요청 메시지 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한 EDR보다 작은 경우에는 비 헤드 노드 상태로 지정하고, 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한의 EDR보다 큰 경우에는, 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 제 3-2 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 단계는, 헤드 노드를 선정하는 시간의 제한 값을 설정하는 단계;를 포함하고, 제 3 단계는, 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 헤드 선정 시간이 경과되었는지를 판단하여 헤드 선정 시간이 경과되지 않은 경우에, 서로 다른 센서 노드로부터 헤드 선정 요청 메시지를 수신하는 제 3-1 단계; 및 수신된 헤드 선정 요청 메시지 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한 EDR보다 작은 경우에는 비 헤드 노드 상태로 지정하고, 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한의 EDR보다 큰 경우에는, 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 제 3-2 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3-2 단계는, 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR의 비교를 순환 반복하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 클러스터링시 헤드 노드 선정 방법은 무선 통신으로 데이터를 전송받는 싱크노드; 싱크노드로 센싱된 데이터를 전송하는 복수의 센서 노드; 를 포함하고, 복수의 센서 노드는 복수의 클러스터로 구분되는 센서 필드 내에 위치하고, 복수 클러스터 중 각각에 포함되는 센싱된 데이터를 송출하는 멤버 노드와 멤버노드로부터 송출되는 센싱된 데이터를 수집하여 싱크노드로 전송하는 헤드 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크 시스템의 클러스터링시 헤드 노드 선정 방법으로서, 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 근거로 헤드 노드를 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 헤드 노드는, 일정 주기로 재구성되는 클러스터 내에 위치하는 복수의 센서 노드 중에서 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 헤드 노드는, 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)을 근거로 선정하되, 멤버 노드들에 비해 최고의 EDR을 갖는 것이 바 람직하다.
본 발명의 실시예예 따른 무선 센서 네트워크로서 무선 센서 네트워크로서, 무선 통신으로 데이터를 전송받는 싱크노드; 싱크노드로 센싱된 데이터를 전송하는 복수의 센서 노드; 를 포함하고, 복수의 센서 노드는 복수의 클러스터로 구분되는 센서 필드 내에 위치하고, 복수 클러스터 중 각각에 포함되는 센싱된 데이터를 송출하는 멤버 노드와 멤버노드로부터 송출되는 센싱된 데이터를 수집하여 싱크노드로 전송하는 헤드 노드를 포함하고, 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 근거로 헤드 노드를 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 헤드 노드는, 일정 주기로 재구성되는 클러스터 내에 위치하는 복수의 센서 노드 중에서 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 헤드 노드는, 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)을 근거로 선정하되, 멤버 노드들에 비해 최고의 EDR을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 센서 노드가 EDR을 계산하고 헤드 노드로서 동작할 것인지를 판단하여, 헤드 노드로 동작할 것을 결정한 헤드 노드들이 헤드 노드 선정 요청 메시지를 방송한 다음, 해당 센서 노드 자신의 EDR이 가장 큰지를 판단하여, EDR이 가장 큰 센서 노드를 헤드 노드로 선정함으로써 데이터 전송 단계에서 헤드 노드가 가장 오랜 시간 동안 동작하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 유효 헤드 노드들 중에서 EDR이 가장 큰 노드가 헤 드 노드가 되므로 싱크 노드와의 거리에 관계없이 가장 오랜 시간 동안 헤드 노드로서 수행이 가능하고, EDR을 기준으로 한 센서 노드의 에너지가 효율적으로 소비되는 장점이 있으며, 멤버 노드는 수명이 긴 헤드 노드와 통신하게 되므로 무선 센서 네트워크의 수명이 전체적으로 연장되는 탁월한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 이하 설명에 있어서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는 센서로 센싱이 가능하고 수집된 정보를 가공하는 프로세서가 달려 있으며 이를 전송하는 소형 무선 송수신 장치인 센서 노드(Sensor Node)와 이를 수집하여 외부로 내보내는 싱크 노드(Sink Node)로 구성된 네트워크를 기본으로 설명하고 종래 기술과 공통되는 구성 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 헤드 노드 선정에 의한 무선 센서 네트워크의 클러스터 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드를 선정하는 방법이 적용되는 무선 센서 네트워크는 센서 필드(200)에 배치되어 싱크 노드(100) 및 서로간에 무선으로 통신하는 복수의 센서 노드들(10, 20)을 포함한다.
여기서, 센서 노드(SN; Sensor Node)는 물리적인 현상을 관측하기 위한 수집된 센싱과 통신 기능을 가지고 있는 일종의 작은 장치로서, 무선 센서 네트워크를 구성하는 기본 요소로서 스마트 더스트(smart dust)가 하나의 예이다.
여기서, 센서 필드(200)는 다수의 센서 노드들이 분포되어 센싱하는 영역으로, 클러스터링에 의해서 일정 범위에 있는 센서 노드들을 하나의 클러스터로 구성할 수 있다.
또한, 센서 필드(200)에 배치된 센서 노드(10, 20)들은 각각의 클러스터 별로 멤버 노드(20) 및 헤드 노드(10)로 구성되어 동작하게 된다.
따라서, 무선 센서 네트워크는 이렇게 구성된 복수의 클러스터(201)들을 포함할 수 있다. 이때, 클러스터(201)는 일정 주기를 갖는 라운드 마다 재구성 되고, 개별 라운드마다 클러스터를 구성하는 단계와 센서 노드에서 싱크노드로 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
즉, 클러스터링을 통하여 구성된 클러스터(201)는 각 라운드의 데이터를 전송하는 단계에서 멤버 노드(20)들이 수집한 데이터가 헤드 노드(10)로 전송되며 헤드 노드(10)는 데이터를 싱크 노드(100)로 전송한다.
또한, 헤드 노드(10)는 주변 멤버노드(20)의 데이터 수집 및 수집된 데이터를 싱크 노드(100)로 전송하는 단계를 라운드 마다 반복하게 된다. 즉, 헤드 노드(10)의 에너지 소비는 멤버 노드(20)에 비하여 상대적으로 크고, 헤드 노드(10)는 싱크 노드(100)로부터 원격에 위치하므로 특히 에너지 소비 집약적이다.
그래서, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크는 클러스터 구성 단계에서 헤드 노드를 하기 수식에 따라 해당 센서 노드의 잔여 에너지 대 싱크 노드와 거리 비(EDR; Energy to Distance Ratio, 이하 EDR이라 칭한다.)를 산출하여 그 산출된 EDR 값이 큰 센서 노드를 헤드 노드로 선정하여 동작하도록 한다.
수식) EDR = 노드에너지 / (싱크노드 거리)2
다시 말하면, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크는 클러스터를 구성할 때, 클러스터 내에 포함되는 각각의 센서 노드가 EDR을 계산하고, 헤드 노드로서 동작할 것인지를 판단하여, 헤드 노드로 동작할 것을 결정한 센서 노드(유효 헤드 노드)들이 헤드 노드 선정 요청 메시지를 주변으로 방송(브로드캐스팅)한 다음, 방송을 수신한 센서 노드들 간에 EDR이 큰지의 여부를 판단하는 과정을 반복함으로써 EDR이 가장 큰 노드를 헤드 노드로 선정하도록 하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크를 도시한 예시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크는 상술한 바와 같이 EDR이 큰 센서 노드(N1,N2)가 도 2에서의 헤드 노드(10)로 선정되어, 무선 센서 네트워크를 클러스터링으로 구성하게 된다. 이하, 설명은 다수의 센서 노드들 중에서 일부만을 선택하여 도 2에서의 헤드 노드(10) 및 멤버노드(20)가 선정되는 예로서 설명한다.
이를 자세히 설명하면, 센서 노드 N1은 클러스터 반경(211), 센서 노드 N2는 클러스터 반경(221), 센서 노드 N5는 클러스터 반경(210), 센서 노드 N6은 클러스터 반경(220)을 통신 범위로 하여 헤드 선정 요청 메시지를 방송하게 된다.
즉, 센서 노드 N1, N5와 N2, N6가 헤드 노드가 되기로 결정하고(유효 헤드 노드로 설정), 센서 노드들은 각각의 클러스터 반경 내에 헤드 노드 선정 요청 메시지를 방송하게 된다. 이때, 헤드 노드 선정 요청 메시지에는 상술한 EDR의 계산값이 함께 포함될 수 있다.
여기서, 유효 헤드 노드(N1, N5, N2, N6)의 설정은 클러스터 반경(211) 내의 헤드노드 대 멤버노드의 비를 근거로 설정할 수 있다.
이때, 근접 유효 헤드노드(N1, N2)의 방송 메시지를 수신한 유효 헤드노드(N5, N6)는 자신의 EDR 값과 비교하여 자신의 EDR 값이 작으면 유효 헤드노드를 해제하여 멤버 노드(N5, N6)가 된다.
또한, 근접 유효 헤드노드(N5, N6)의 방송 메시지를 수신한 유효 헤드노드(N1, N2)는 자신의 EDR 값과 비교하여 자신의 EDR 값이 크면 유효 헤드노드를 유지하여 헤드 노드(N5, N6)가 된다.
이렇게 하여, 두 개의 클러스터(C1, C2)가 구성되며, 클러스터 C1은 헤드 노드 N1과 멤버 노드 N5, N7로 구성되고, 클러스터 C2는 헤드 노드 N2과 멤버 노드 N4, N6, N3로 구성되게 된다.
상술한 바와 같이, 무선 센서 네트워크의 클러스터링의 구성은 센서 노드 들 간의 EDR 값을 비교하는 과정을 반복하여 헤드 노드 및 멤버 노드를 선정하여 구성되게 된다.
도 4는 도3의 센서 노드 N1 및 N5의 EDR를 예시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 센서 노드의 에너지 관계는 N1>>N5 즉, 센서 노드 N1의 에너지가 센서 노드 N5보다 훨씬 많고, 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 노드 N1은 센서 노드 N5보다 싱크 노드와 멀리 위치해 있지만 N1의 에너지가 훨씬 많은 경우이므로 센서 노드 N1의 EDR이 센서 노드 N5의 EDR 보다 크게 되어 N1이 헤드 노드로 선정되게 되는 것이다.
도 5는 도3의 센서 노드 N2 및 N6의 EDR를 예시한 그래프이다. 도 5를 참조하면 센서 노드의 에너지 관계는 N2<N6 즉, 센서 노드 N2의 에너지는 센서 노드 N6의 에너지 보다 다소 많고, 도 3에 도시된 바와 같이 센서 노드 N6는 에너지가 다소 많지만 센서 노드 N2는 싱크 노드와 가까이 위치해 있으므로 센서 노드 N2의 EDR이 센서 노드 N6의 EDR 보다 커서 센서 노드 N2가 헤드노드로 선정되게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크는 클러스터를 구성하는 다수의 센서 노드들 중에서 EDR이 큰 센서 노드를 헤드 노드로 선정하기 때문에 데이터 전송 단계에서 헤드 노드가 가장 오랜 시간 동안 동작하도록하여 전체 무선 센서 네트워크의 에너지 효율을 높이게 된다.
또한, 유효 헤드 노드들 중에서 EDR이 가장 큰 노드가 클러스터 헤드 노드가 되므로 싱크 노드와의 거리와 관계없이 가장 오랜 시간 동안 헤드 노드로의 수행이 가능하고 클러스터 내의 각각의 멤버 노드는 수명이 긴 헤드 노드와 통신하게 되므로 무선 센서 네트워크의 수명이 전체적으로 연장되게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 헤드 노드를 선정하는 방법을 설명한다. 설명에 있어서 도 1 내도 도 5와 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 것을 지칭한다. 이하, 설명은 다수의 센서 노드들 중에서 일부만을 선택하여 도 2에서의 헤드 노드(10) 및 멤버노드(20)가 선정되는 예로서 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 헤드 노드 선정 방법을 도시한 순서도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 헤드 노드를 선정하는 방법은 센서 필드(200)내에 존재하는 복수의 센서 노드(10, 20) 중 각각에 대한 유효 헤드 노드 상태 여부를 판단하는 제 1 단계(S300~ S305), 제 1 단계의 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드(10)가 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내의 다른 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드(20)로 방송하는 제 2 단계(S306~ S307), 제 2 단계의 방송을 근거로 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드 각각이 노드 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 비교하여 유효 헤드 노드 상태의 유지 여부를 판단하는 제 3 단계(S308~ S311), 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드(10)를 헤드 노드로 지정하는 제 4 단계(S312~S313)를 포함한다.
본 발명의 무선 센서 네트워크의 헤드 노드를 선정하는 방법이 적용되는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 에너지 잔량을 나타내기 위한 변수(E), 싱크 노드까지 거리를 나타내기 위한 변수(D)와 센서 노드(N1, N3, N5, N7)의 상태를 나타내기 위한 변수(ST)를 가지고 있으며, 헤드 선정 시간을 제한하 는 헤드 선정 타이머(HEAD_ELECTION_REQ),헤드 선정 요청 메시지 방송 범위를 지정하는 통신 반경 값(COM_RADIUS), 클러스터 내의 헤드 비율을 지정하기 위한 값(HDR)을 임의로 지정할 수 있다고 가정한다.
여기서, 통신 반경 값(COM_RADIUS)은 메시지 방송 범위를 지정하는 통신 반경 값을 지정하는 것으로서, 센서 필드(200) 내의 클러스터를 구성하기 위해 센서 노드(N1, N3, N5, N7)를 초기화 할때 지정되며, 센서 노드(N1, N3, N5, N7)의 무선 통신 능력에 따라서 예를 들어, 10, 50, 100미터 등과 같이 임으로 지정할 수 있다.
여기서, 클러스터 헤드 비율을 지정하기 위한 값(HDR)은 해당 클러스터 내의 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 중에서의 헤드 노드의 비율을 지정할 수 있다. 예를 들어, HDR이 0.05(5%)인 경우에는 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 100개 중에서 평균 헤드노드 수를 5개로 한다는 의미이다.
또한, 헤드 선정 타임이 되었을 때 각각의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)가 임의로 생성하는 RN 값에 따라서 HDR이 5%라 하더라도 5보다 훨씬 많은 유효 헤드 상태의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)들이 센서필드(200)에 있을 경우에는, 해당 유효 헤드 상태의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)의 통신 반경에 해당하는 영역에는 전체 유효 헤드 노드 상태의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)보다 적은 수의 유효 헤드 노드 상태의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)만이 포함될 수 있다. 그러므로 그 부분영역에 속 한 유효 헤드 상태의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)들중에서 EDR이 큰 센서 노드(N1)가 헤드 노드로 선정하도록 할 수 있다.
이때, 센서 필드(200)는 센서 노드(N1, N3, N5, N7)가 배치되어 있는 전체 영역을 의미하고, 이 센서 필드(200)에서 해서 유효 헤드 노드의 통신 반경(예를 들어, x COM_RADIUS2)은 센서 필드(200) 전체 영역의 일부분이다.
이하, 복수의 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 중 각각이 유효 헤드 노드 상태 여부를 판단하는 제 1 단계(S300~ S305)를 설명하면 다음과 같다.
우선, 복수의 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 노드 상태를 비 헤드 노드 상태로 지정한다(S300). 즉, 여기서, 헤드 노드 상태(ST)는 멤버노드를 지정하는 비 헤드 노드, 헤드 노드 가능한 상태를 나타내는 유효 헤드 노드를 포함할 수 있다.
이때, 헤드 노드를 선정하는 시간의 제한 값을 설정한다(S301). 즉, 헤드 선정 시간을 제한하는 헤드 선정 타이머(HEAD_ELECTION_REQ)를 지정하는데, 헤드 선정 타이머(HEAD_ELECTION_REQ)는 헤드 선정 시간 값을 지정하는 것으로서, 새로운 라운드에서 클러스터를 구성하기 위하여 센서 노드(N1, N3, N5, N7)가 초기화 될 때 지정되며, 시간값은 헤드 노드 선정 메시지 송수신, 메시지 처리, 헤드 노드 결정에 소요되는 충분한 시간값(예를 들어, 10, 50, 100 msec(밀리초) 등)을 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 처리 성능에 따라서 임으로 지정할 수 있다.
복수의 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 노드 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 산출한다(S302). 즉, 상술한 바와 같이, 클러스터 구성 단계에서 헤드 노드(10)를 하기 수식에 따라 해당 노드의 잔여 에너지 대 싱크 노드와 거리 비(Energy to Distance Ratio : EDR)를 산출할 수 있다.
수식) EDR = 노드에너지 / (싱크노드 거리)2
복수의 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 백분율을 갖는 난수(RN)을 생성한다(S303). 즉, 각각의 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 백분율의 범위(0~1)를 갖는 난수(RN)를 생성한다.
이때, 센서 노드는 난수(RN)를 클러스터 헤드 비율(HDR)과 비교하여 유효 헤드 노드로의 동작 여부를 판단해서(S304), 난수(RN) 값이 HDR 보다 작은 경우에만 유효 헤드 노드 상태로 노드 상태(ST)를 지정한다(S305).
여기서, 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 클러스터 헤드 비율을 지정하기 위한 값(HDR)을 임의로 지정할 수 있는데, 클러스터 헤드 비율을 지정하기 위한 값(HDR)은 해당 클러스터 내의 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 중에서의 헤드 노드의 비율을 지정할 수 있다. 예를 들어, HDR이 0.05(5%)인 경우에는 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 100개 중에서 평균 헤드노드 수를 5개로 한다는 의미이다.
단계 S305에서 헤드 노드로 동작할 것으로 판단하지 않은 센서 노드(N3, N5, N7)들은 노드 상태가 비 헤드(ST_NONE_HEAD) 상태로 지정되어 멤버 노드(20)로 동 작하게 된다.
이하, 제 1 단계의 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드가 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내의 다른 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드로 방송하는 제 2 단계(S306~ S307)를 설명한다.
단계 S305에서 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 노드 상태(ST)를 유효 헤드 노드 상태(예를 들어, ST_VALID_HEAD 등)로 지정한 이후에 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 헤드 선정 요청 메시지를 생성한다(S306). 즉, 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 자기의 노드 식별자 ID, 잔여 에너지 대 싱크 노드 거리 비 EDR 필드로 구성되는 헤드 선정 요청 메시지(HEAD_ELECTION_REQ)를 생성하게 된다.
이어, 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 헤드 선정 요청 메시지를 메시지 방송 범위를 지정하는 통신 반경으로 방송한다(S307). 즉, 센서 노드(N1, N3, N5, N7)는 헤드 선정 요청 메시지(HEAD_ELECTION_REQ)를 메시지 방송 범위를 지정하는 통신 반경(COM_RADIUS)으로 방송한다.
여기서, 헤드 선정 요청 메시지 방송 범위를 지정하는 통신 반경 값(COM_RADIUS)은 메시지 방송 범위를 지정하는 통신 반경 값을 지정하는 것으로서, 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 초기화시에 지정되며, 센서 노드의 무선 통신 능력에 따라서 예를 들어, 10, 50, 100미터 등과 같이 임으로 지정할 수 있다.
이하, 제 2 단계의 방송을 근거로 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드 각각이 노드 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 비교하여 유효 헤드 노드 상태 유지 여부를 판단하는 제 3 단계(S308 ~ S311)를 설명한다.
단계 S307 이후, 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 헤드 선정 시간이 경과되었는지를 판단해서(S308), 헤드 선정 시간이 경과되지 않은 경우에, 다른 센서 노드로부터 헤드 선정 요청 메시지(HEAD_ELECTION_REQ)를 수신 한다(S309).
이어, 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한의 EDR과의 크기를 비교해서(S310). 비교 결과가 작은 경우에는, 비 헤드 노드 상태로 지정한다(S320). 즉, 센서 노드 자신의 EDR이 수신 메시지의 EDR보다 작은 경우에는, 센서 노드 자신의 노드 상태 ST를 비 헤드 노드(ST_NONE_HEAD) 상태로 지정한다.
만약, 단계 S310에서 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한의 EDR보다 큰 경우에는, 유효 헤드 노드 상태를 유지한다(S311).즉, 다른 센서 노드가 방송한 메시지(여기서는 노드 자신의 ID와 수신 메시지 ID가 같지않은 경우)로써 노드 자신의 EDR이 수신 메시지의 EDR보다 작은지를 판단해서, 작지않다고 판단되는 경우에는, 센서 노드 자신의 노드 상태 ST를 유효 헤드 노드(ST_VALID_HEAD) 상태로 재지정하는 것이다.
또한, 단계 S308 내지 S320 단계를 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 헤드 선정 시간이 경과 될 때까지 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR의 비교를 순환 반복하게 된다. 즉, 헤드 선정 시간이 경과될 때까지 (309, 310, 311) 단계의 순환 반복으로 EDR이 큰 센서 노드(N1)의 노드 상태는 유효 헤드 노드(ST_VALID_HEAD) 상태가 되며, 그렇지않은 센서 노드(N3, N5, N7)의 노드 상태는 비 헤드 노드(ST_NONE_HEAD) 상태가 된다.
이하, 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드를 헤드 노드 상태로 지정하는 제 4 단계(S312~S313)를 설명한다.
단계 S308 내지 S320 단계를 순환 반복한 이후에, 센서 노드(N1, N3, N5, N7) 각각이 유효 헤드 노드 상태인지 여부를 판단해서(S312), 그 판단 결과가 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드(N1)를 헤드 노드(10)로 지정한다(S313) 즉, 센서 노드의 노드 상태가 유효 헤드 노드 (ST_VALID_HEAD) 상태인지를 판단하여, 센서 노드의 노드 상태가 유효 헤드 노드(ST_VALID_HEAD) 상태인 경우에는, 노드 상태를 헤드 노드(ST_HEAD)로 지정하는 것이다.
만약, 단계 S312에서 센서 노드 각각이 유효 헤드 노드 상태인지 여부를 판단해서 센서 노드가 유효 헤드 노드 상태가 아닌 경우에는 노드 상태를 비 헤드 상태로 지정한다(S330). 즉, 센서 노드(N1, N3, N5, N7)의 노드 상태가 유효 헤드노 드 (ST_VALID_HEAD) 상태가 아닌 경우에는, 노드 상태를 비 헤드(ST_NONE_HEAD) 상태로 지정함으로써 멤버 노드(20)로서 동작하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 유효 헤드 노드들 중에서 EDR이 가장 큰 센서 노드가 클러스터 내에서 헤드 노드(10)로 선정되고 EDR을 기준으로 한 센서 노드들의 에너지가 효율적으로 소비되도록 하는 효과가 있다.
즉, 센서 노드가 EDR을 계산하고 헤드 노드로서 동작할 것인지를 판단하여, 헤드 노드로 동작할 것을 결정한 노드들이 헤드 노드 선정 요청 메시지를 방송한 다음, 노드 자신의 EDR이 가장 큰지를 판단하여, EDR이 가장 큰 노드를 헤드 노드로 선정함으로써 데이터 전송 단계에서 헤드 노드가 가장 오랜 시간 동안 동작하도록 하기 위한 헤드 노드를 선정하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 유효 헤드 노드들 중에서 EDR이 가장 큰 노드가 클러스터 헤드 노드가 되므로 싱크 노드와의 거리와 관계없이 가장 오랜 시간 동안 헤드 노드 수행이 가능하고, EDR을 기준으로 한 노드들의 에너지가 효율적으로 소비되는 장점이 있으며, 멤버 노드는 수명이 긴 헤드 노드와 통신하게 되므로 무선 센서 네트워크의 수명이 전체적으로 연장되는 효과가 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 실시예에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 종래에 따른 무선 센서 네트워크에서의 헤드 노드 선정을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명의 헤드 노드 선정에 의한 무선 센서 네트워크의 클러스터 구성도.
도 4는 도3의 센서 노드 N1 및 N5의 EDR를 예시한 그래프.
도 5는 도3의 센서 노드 N2 및 N6의 EDR를 예시한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크의 헤드 노드 선정 방법을 도시한 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 헤드노드 20 : 멤버노드
100 : 싱크노드 200 : 센서필드

Claims (12)

  1. 싱크노드와 복수의 센서노드로 구성된 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법으로서,
    상기 복수의 센서 노드 각각이 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 제 1 단계;
    상기 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내로 방송하는 제 2 단계;
    상기 제 2단계의 방송을 수신하고 수신된 방송을 근거로 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들 각각이 다른 유효 노드 상태인 센서 노드와 EDR을 비교하여 유효 헤드 노드 상태 유지 여부를 판단하는 제 3 단계; 및
    상기 제 3 단계에서 판단된 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 센서 노드들을 헤드 노드로 선정하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 복수의 센서 노드 각각이 백분율을 갖는 난수을 생성하고, 상기 난수를 클러스터 헤드 비율(HDR)과 비교하여 상기 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 복수의 센서 노드 각각이 유효 헤드 노드 상태를 판단하는 제 1 단계;
    상기 판단 결과에 따라 유효 헤드 노드 상태인 센서 노드들이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 노드 선정 요청 메시지를 일정 범위 내로 방송하는 제 2 단계;
    상기 제 1 단계에서의 판단 결과에 따라 복수의 센서 노드 각각이 노드 상태를 유효 헤드 노드 상태로 지정하는 제 2-1 단계;
    상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 포함하는 헤드 선정 요청 메시지를 생성하는 제 2-2 단계; 및
    상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 상기 제 2-2 단계에서 생성된 헤드 선정 요청 메시지를 일정한 통신 반경 내에서 방송하는 제 2-3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 서로 다른 센서 노 드로부터 헤드 선정 요청 메시지를 수신하는 제 3-1 단계; 및
    상기 수신된 헤드 선정 요청 메시지 근거로 상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한 EDR보다 작은 경우에는 비 헤드 노드 상태로 지정하고,
    상기 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한의 EDR보다 큰 경우에는, 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 제 3-2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는
    상기 헤드 노드를 선정하는 시간의 제한 값을 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 제 3 단계는,
    상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드들 각각이 상기 헤드 선정 시간이 경과되었는지를 판단하여 헤드 선정 시간이 경과되지 않은 경우에, 서로 다른 센서 노드로부터 헤드 선정 요청 메시지를 수신하는 제 3-1 단계; 및
    상기 수신된 헤드 선정 요청 메시지 근거로 상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한 EDR보다 작은 경우에는 비 헤드 노드 상태로 지정하고,
    상기 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR을 비교하여 다른 센서 노드에 대한의 EDR보다 큰 경우에는, 유효 헤드 노드 상태를 유지하는 제 3-2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 3-2 단계는,
    상기 수신된 헤드 선정 요청 메시지를 근거로 상기 유효 헤드 노드 상태로 지정된 센서 노드 각각이 다른 센서 노드에 대한의 EDR의 비교를 순환 반복하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  7. 무선 통신으로 데이터를 전송받는 싱크노드; 상기 싱크노드로 센싱된 데이터를 전송하는 복수의 센서 노드; 를 포함하고, 상기 복수의 센서 노드는 복수의 클러스터로 구분되는 센서 필드 내에 위치하고, 상기 복수 클러스터 중 각각에 포함되는 센싱된 데이터를 송출하는 멤버 노드와 상기 멤버노드로부터 송출되는 센싱된 데이터를 수집하여 상기 싱크노드로 전송하는 헤드 노드를 포함하는 무선 센서 네트워크의 헤드 노드를 선정하는 방법으로서,
    상기 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 근거로 상기 헤드 노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스 터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 헤드 노드는,
    일정 주기로 재구성되는 클러스터 내에 위치하는 상기 복수의 센서 노드 중에서 선정하는 것을 특징으로 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 헤드 노드는,
    상기 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)을 근거로 선정하되, 상기 멤버 노드들에 비해 최고의 EDR을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 클러스터링을 위한 헤드 노드 선정 방법.
  10. 무선 센서 네트워크로서,
    무선 통신으로 데이터를 전송받는 싱크노드;
    상기 싱크노드로 센싱된 데이터를 전송하는 복수의 센서 노드; 를 포함하고,
    상기 복수의 센서 노드는 복수의 클러스터로 구분되는 센서 필드 내에 위치하고, 상기 복수 클러스터 중 각각에 포함되는 센싱된 데이터를 송출하는 멤버 노드와 상기 멤버노드로부터 송출되는 센싱된 데이터를 수집하여 상기 싱크노드로 전 송하는 헤드 노드를 포함하고,
    상기 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)를 근거로 상기 헤드 노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 헤드 노드는,
    일정 주기로 재구성되는 클러스터 내에 위치하는 상기 복수의 센서 노드 중에서 선정하는 것을 특징으로하는 무선 센서 네트워크.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 헤드 노드는,
    상기 복수의 센서 노드 중에서 에너지 대 싱크 노드와의 거리 비(EDR)을 근거로 선정하되, 상기 멤버 노드들에 비해 최고의 EDR을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크.
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