KR20110020537A - 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템이 제공 된다. 본 발명에 따른 센서 네트워크 노드 구성 방법은 자식 노드를 적어도 하나 가지고 있는 노드 중 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 노드와 상기 노드의 자식 노드 간의 통신 세션을 제거하는 단계, 상기 자식 노드의 통신 영역에 위치하는 부모 후보 노드를 탐침 하기 위한 탐침 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 송신 하는 단계 및 상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 상기 자식 노드의 새로운 부모 노드로 설정하는 단계를 포함한다. 상기 새로운 부모 노드는 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트(root) 노드까지의 홉(hop) 수 및 루트 노드까지의 통신 속도를 모두 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 최소로 되는 노드를 새로운 부모 노드로 설정할 수 있다. 본 발명에 따른 센서 네트워크 노드 구성 방법은 특히 무선 신체 망에 적용 될 수 있다.
센서 네트워크, 전력량, 서비스 품질, Hop, bandwidth

Description

트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템{Sensor network configuration method at tree topology structure and system thereof}
본 발명은 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱더 자세하게는, 트리 방식의 센서 네트워크 노드 중 자식 노드를 가지는 노드의 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하가 되었을 경우, 상기 자식 노드의 수를 조정하여 네트워크를 재구성하는 방법 및 상기 재구성 방법이 적용된 멀티 홉 네트워크 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 신체 망(Wireless Body Area Network; WBAN)의 구성에 적용될 수 있다.
최근 유비쿼터스(Ubiquitous) 헬스 케어 서비스를 위한 무선 신체 망에 대한 연구가 IEEE 등을 중심으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 무선 신체망은 전력제한 및 생체특성을 반영하여 멀티 홉 통신 기반의 부모노드 및 자식노드로 구성된 트리 형태로 구성되는 경우가 많다. 이 경우 기존의 센서 네트워크와 달리 빈번한 신체의 움직임으로 망에 연결되어 있는 노드의 연결이 끊어질 가능성이 높으며 각 노드의 전력소모 제한으로 인해 각 노드에서 처리 가능한 노드 연결 수에 제한이 있다.
전세계적으로 사회가 급격히 고령화됨에 따라 만성 질환자 및 노령인구의 수가 증가하고 있고 이에 따라 의료지출이 급격히 늘어나고 있다. 이러한 의료지출을 줄이고 “언제, 어디서나” 이용 가능한 건강관리 및 의료서비스를 위해 U(Ubiquitous)- 헬스 케어 서비스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. U-헬스 케어 서비스는 신체의 생체 정보를 획득하고 원격 모니터링 하는 것이 기본적 기능인데, 생체 정보 획득을 위한 하나의 방법으로 무선 신체 망(Wireless Body Area Network; WBAN)이 있다.
무선 신체 망은 인체를 기준으로 하여 인체내부 및 인체로부터 3 미터 이내의 무선통신으로 정의된다. 즉 생체 센서에서 검출된 생체정보를 무선 신체 망을 이용하여 사용자의 게이트웨이 (PDA, 노트북, PC 등)까지 전송하여 사용자의 건강 상태를 원격에서 모니터링 할 수 있게 하는 것이다. 하지만 센서 노드는 소규모의 데이터 수용능력과 배터리 기반의 전력 소비 구조를 가지기 때문에 최소한의 전력을 소모하면서 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 방법이 필요하다.
센서네트워크에서 전력 소모에 대한 많은 연구가 진행되어왔지만 무선 신체 망 환경은 전통적인 센서네트워크와 다르다. 무선 신체 망의 센서는 전통적인 센서네트워크와는 달리 신체내부에 위치 할 수도 있기 때문에, 신체내부의 생물학적인 속성과 안테나의 높이가 패킷 손실에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 또한, 생물학적인 속성을 고려해야 하는 신체내부에서 직접적인 단일 홉 통신은 높은 전파비용을 소모하여 배터리의 수명을 단축시킨다. 따라서 멀티 홉 통신 기반 무선 신체 망에서의 전력 소모에 대한 연구가 요구되고 있다.
특히, 많은 자식 노드를 가지는 중계 노드의 경우 자식 노드가 없는 리프(leaf) 노드 보다 전력을 빨리 소비할 수 밖에 없는데, 그로 인해 중계 노드의 잔여 전력량이 부족하게 되는 경우 자식 노드를 재구성하는 문제가 해결되어야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 트리 방식의 센서 네트워크를 구성하는 노드 중 하나 이상의 자식 노드를 가진 노드의 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하가 되었을 경우, 해당 자식 노드에 대하여 새로운 부모 노드를 설정해주는 방법으로 전력 소비를 줄여 해당 노드의 배터리 수명을 늘리는 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하가 된 노드의 자식 노드에 대하여 새로운 부모 노드를 설정함에 있어서, 서비스 품질(Quality of Service; QoS)가 보장되도록 하는 새로운 부모 노드를 설정하는 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법은 본 발명의 자식 노드를 적어도 하나 가지고 있는 노드 중 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 노드와 상기 노드의 자식 노드 간의 통신 세션을 제거하는 단계, 상기 자식 노드의 통신 영역에 위치하는 부모 후보 노 드를 탐침 하기 위한 탐침 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 송신 하는 단계 및 상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 상기 자식 노드의 새로운 부모 노드로 설정하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 노드를 하나 이상 포함하는 트리 방식의 센서 네트워크 시스템은, 상기 노드가, 무선 통신을 수행하는 인터페이스부, 전원을 공급하는 배터리부, 상기 배터리부에 저장된 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 경우 자식 노드와의 통신 세션을 제거하는 자식 노드 관리부, 상기 센서 네트워크 시스템에 포함된 모든 노드에 대한 정보를 저장하는 저장부, 부모 노드와 접속이 끊어진 것으로 판정한 경우, 탐침 메시지를 생성하여 상기 인터페이스부를 통하여 브로드캐스팅 방식으로 송신 하는 절체 판정부 및 상기 저장부에 저장된 상기 정보를 바탕으로 상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 새로운 부모 노드로 설정하는 부모 노드 결정부를 더 포함한다.
상기 트리 방식의 센서 네트워크 시스템은 예를 들어 무선 신체 망일 수 있다.
상기 부모 노드 결정부는 상기 새로운 부모 노드를, 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트(root) 노드까지의 홉(hop) 수 및 루트 노드까지의 통신 속도를 모두 고려하여 결정 할 수 있다. 예를 들어 루트 노드까지의 홉 수가 작으면서도 통신 속도는 빠른 부모 후보 노드를 새로운 부모 노드로 결정할 수 있다. 또한, 상기 새로운 부모 노드는 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 최소로 되는 노드일 수 있다. 한편, 상기 부모 후보 노드 중, 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 동일한 노드가 에 두 개 이상 존재하는 경우, 상기 새로운 부모 노드는 상기 루트 노드까지의 홉 수가 가장 작은 노드일 수 있다.
또한, 상기 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 상기 자식 노드의 새로운 부모 노드로 설정하는 단계는, 상기 자식 노드가 소유한 패킷의 긴급도에 따라 상이한 기준으로 상기 새로운 부모 노드를 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 부모 후보 노드 중, 잔여 전력량이 상기 재구성 기준치 초과인 노드가 하나 밖에 없는 경우, 바로 상기 잔여 전력량이 재구성 기준치 초과인 노드를 새로운 부모 노드로 선정하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 센서 네트워크에 포함된 노드 중 잔여 전력량이 재구성 기준치 미달인 노드에 대하여 자식 노드의 연결을 다른 노드로 전환함에 따라, 상기 잔여 전력량이 재구성 기준치 미달인 노드의 전력 소모를 감소시켜 배터리 교체 주기를 증가 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 자식 노드의 연결 전환 시, 각 노드의 소모 전력량에 큰 차이가 나지 않도록 하고, 루트 노드와의 홉(hop) 수가 일정 횟수를 넘지 않도록 하며, 높은 대역폭을 가진 노드에 연결 되도록 함에 따라, QoS가 보장되도록 하는 효과가 있다.
또한, 무선 신체 망에 본 발명이 적용되는 경우, 신체 망을 구성하는 노드의 배터리 교체 주기를 증가 시킴으로써 불 필요한 의료 비용 지출을 방지하고, QoS가 보장되도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 센서 네트워크 노드 구성 방법 및 시스템을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재 되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. 또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 센서 네트워크 시스템의 토폴로지(topology)는 트리(tree) 형 토폴로지를 적어도 일부 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 트리형 토폴로지가 적어도 일부 포함된 센서 네트워크 시스템이라면 적용이 가능하므로, 센서 네트워크 시스템의 일종인 무선 신체 망 시스템에 트리형 토폴로지가 적어도 일부 포함되어 있다면, 상기 무선 신체 망 시스템에도 당연히 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
먼저, 센서 네트워크 노드를 기능 별로 분리하여 그 기재를 정하기로 한다. 다른 센서 노드로부터 데이터를 취합하는 싱크 노드를 루트 노드라 하기로 한다. 또한, 자식 노드를 적어도 하나 가지고 있는 노드를 중계 노드라 하기로 한다. 마지막으로 자식 노드를 가지고 있지 않은 노드를 리프 노드라 하기로 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크 노드 구성 방법을 설명하기로 한다. 도 1은 본 실시예에 따른 센서 네트워크 노드 구성 방법의 순서도이다.
노드가 가지고 있는 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인지 판정한다(S100). 상기 판정은 상기 중계 노드가 주기적으로 수행할 수 있다.
잔여 전력량이 상기 재구성 기준치 이하인 노드 중 자식 노드가 있는(S102) 노드, 즉 중계 노드는 자식 노드와의 통신 세션을 제거한다(S104). 통신 세션의 제거는 상기 중계 노드가 라우팅 테이블의 자식 노드 관련 데이터를 삭제하는 동작을 수행함을 의미 할 수 있다. 또한, 통신 세션 제거 전에, 상기 중계 노드는 모든 자식 노드에 세션 제거 메시지를 송신할 수 있다. 상기 잔여 전력량이 상기 재구성 기준치 이하인 노드의 자식 노드는 부모 노드와의 통신 세션이 제거 됨에 의해 센서 네트워크에서 일시적으로 절체 된 상태이다. 따라서, 상기 잔여 전력량이 상기 재구성 기준치 이하인 노드의 자식 노드를 이하 절체 노드라 지칭 하기로 한다.
상기 절체 노드는 상기 통신 세션의 제거를 감지한다. 상기 통신 세션의 제거 감지는 일정 주기로 이뤄지는 싱크 신호가 수신 되지 않는 것을 통하여 감지되거나, 상기 세션 제거 메시지를 수신하는 것에 의해 이뤄질 수 있다.
상기 통신 세션의 제거를 감지한 상기 절체 노드는 상기 절체 노드의 통신 영역에 위치하는 부모 후보 노드를 탐침(probe) 하기 위한 탐침 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 송신 한다(S108, S114). 상기 탐침 메시지의 송신은 상기 절체 노드가 소유한 패킷의 긴급도에 따라 다른 방식으로 수행 될 수 있다. 이하, 상기 자식 노드가 소유한 패킷의 긴급도 별로 나누어 본 실시예에 따른 센서 네트워크 구성 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 패킷이 긴급하지 않은 것인 경우, 즉, 상기 절체 노드가 다시 새로운 부모 노드와의 연결되는 것이 긴급하지 않은 경우를 설명하기로 한다.상기 절체 노드는 자신이 소유한 패킷이 긴급한 패킷인지 판정한다(S106). 상기 판정(S106)을 위하여, 상기 패킷에는 긴급도 관련 데이터가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상기 절체 노드가 패킷을 전혀 소유하고 있지 않은 경우에는 소유한 패킷이 긴급한 패킷이 아닌 것으로 판정할 것이다.
소유한 패킷이 긴급한 패킷이 아닌 것으로 판정된 경우, 상기 절체 노드는 탐침 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 송신한다(S108). 상기 탐침 메시지에는 비긴급 모드임을 알리는 플래그가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 탐침 메시지를 송신한 절체 노드의 통신 반경 내에 위치하는 노드는 상기 탐침 메시지에 대한 응답 메시지를 송신한다(S110). 상기 응답 메시지에는 상기 응답 메시지를 송신한 노드를 식별할 수 있는 정보를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 식별할 수 있는 정보는 예를 들어, 노드 ID일 수 있다.
상기 응답 메시지를 수신한 상기 절체 노드는, 상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 상기 절체 노드의 새로운 부모 노드로 설정 한다. 상기 새로운 부모 노드는 상기 절체 노드가 상기 부모 노드의 자식 노드로 설정된 네트워크 구성에서 네트워크에 포함된 모든 비 루트 노드가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 상황을 가정하여 계산된 각 노드의 잔여 전력량 값들의 표준 편차가 최소로 되는 노드인 것이 바람직하다(S112).
이하, 부모 노드로 설정한다는 것은, 부모 노드와 자식 노드 간에 통신 채널을 형성한다는 의미를 포함함을 유의하여야 한다. 즉, 부모 노드는 자식 노드의 목록에 새로운 자식 노드를 추가하고, 자식 노드는 부모 노드를 저장하는 것이다.
상기 절체 노드가 상기 각 부모 후보 노드의 자식 노드로 편입되는 경우의 표준 편차를 구하기 위해 상기 절체 노드는 각 노드의 잔여 전력량에 대한 데이터를 저장하고 있는 것이 바람직하다. 상기 잔여 전력량에 대한 데이터는 각 노드의 현재 잔여 전력량에 대한 데이터 및 패킷을 송수신 할 때 소모 되는 데이터를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전력량에 대한 데이터는 루트 노드에 의해 취합되어 센서 네트워크 내 모든 노드에 배포되는 것일 수 있다. 상기 배포는 루트 노드에 의해 주기적으로 이뤄지거나, 각 노드에 대한 데이터에 변동 사항이 발생한 경우 이뤄질 수 있다.
상기 표준 편차는 표 1에 게시된 식에 의해 산출 될 수 있다.
Figure 112009051687011-PAT00001
상기 표 1은 각 노드의 잔여 전력량 값들의 표준 편차 산출 식이다. 표 1에 도시된 각 기호를 설명하면 다음과 같다. 전체 네트워크에 포함된 노드 중 연결된 노드의 수가 s인 일련의 노드의 집합은 {N1, N2, … , Ns}로 구성될 것이다. 전체 네트워크에 포함된 노드 중 현재 연결되지 않은 또 다른 노드가 존재할 수도 있으므로, 현재 연결된 노드 만을 대상으로 표준편차를 산출하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
P(Ni)는 노드 i가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 후 잔여 전력량을 계산한 값이다. m은 네트워크에 포함된 전체 노드가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 후 잔여 전력량의 평균이다. 따라서, 상기 값을 계산 하면, 네트워크에 포함된 모든 비 루트 노드가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 상황을 가정하여 계산된 각 노드의 잔여 전력량 값들의 표준 편차가 산출됨을 알 수 있다.
절체 노드는 부모 후보 노드 각각에 대하여, 자신이 자식 노드가 되는 상황을 가정하여 상기 표준 편차를 산출하고, 상기 표준 편차 값이 가장 작게 되는 부모 후보 노드를 부모 노드로 설정하는 것이다. 예를 들어, 부모 후보 노드가 3개인 경우, 즉, 3개의 노드가 상기 탐침 메시지에 응답 한 경우에는 상기 표준 편차 값을 3번 산출하여 그 중, 상기 표준 편차 값이 가장 작게 되는 부모 후보 노드를 부모 노드로 설정하는 것이다.
본 실시예에 따른 소유한 패킷이 긴급한 것이 아닌 경우의 노드 구성 방법은, 새로운 부모 노드를 결정하는 동작에 시간이 소요되더라도, 장기적으로 전체 네트워크의 전력 소모를 각 노드 별로 균일하게 가져올 수 있는 새로운 부모 노드를 선정함으로써, 네트워크의 특정 노드가 전력 사용량이 과다하여 배터리 소진이 빨리 일어나는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 상기 패킷이 긴급한 것인 경우, 즉, 상기 절체 노드가 다시 새로운 부모 노드와의 연결되는 것이 긴급한 경우를 설명하기로 한다.
상기 통신 세션의 제거를 감지한 상기 절체 노드는 먼저 소유한 패킷이 긴급한 패킷인지 판정한다(S106). 소유한 패킷이 긴급한 패킷으로 판정된 경우, 상기 절체 노드는 탐침 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 송신한다(S114). 상기 탐침 메시지에는 긴급 모드임을 알리는 플래그가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 탐침 메시지를 송신한 절체 노드의 통신 반경 내에 위치하는 노드는 상기 탐침 메시지에 대한 응답 메시지를 송신한다(S116). 상기 응답 메시지에는 상기 응답 메시지를 송신한 노드를 식별할 수 있는 정보를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 식별할 수 있는 정보는 예를 들어, 노드 ID일 수 있다.
또한, 상기 응답 메시지에는 상기 응답 메시지를 송신한 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값을 포함하거나, 상기 루트 노드까지의 홉 수 및 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수 각각을 포함할 수 있다. 상기 고속 노드는 각 노드가 지원하는 통신 속도 또는 대역폭을 일정한 값을 기준으로 저속 노드 및 고속 노드로 분류했을 때의 개념임을 유의해야 한다.
이하, 브로드캐스팅(S114) 된 상기 탐침 메시지를 수신한 상기 부모 후보 노드가 루트 노드까지의 홉 수 및 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 산출하는 방법을 보다 자세히 설명하기로 한다.
먼저 상기 부모 후보 노드가 루트 노드까지의 홉 수를 산출하는 방법을 설명한다. 초기에 노드 구성 시, 루트 노드는 초기화 신호를 자식 노드에 송신한다. 상기 초기화 신호에는 0으로 초기화된 홉 수가 포함된다. 상기 초기화 신호를 수신한 각 노드는 상기 홉 수를 1씩 증가시켜 저장하고, 1이 증가된 상기 홉 수가 포함된 상기 초기화 신호를 자신의 자식 노드에 전달한다. 상기 초기화 신호가 리프노드에 전달되면, 센서 네트워크를 구성하는 모든 노드는 루트 노드까지의 홉 수를 산출하여 저장할 수 있게 된다. 상기 부모 후보 노드는 이러한 방법으로 저장된 루트 노드까지의 홉 수를 상기 탐침 메시지에 대한 응답 메시지에 포함시킬 수 있다.
다음으로, 상기 부모 후보 노드가 루트 노드까지의 경유 노드 중, 고속 노드의 수를 산출하는 방법을 설명한다. 상기 루트 노드가 송신하는 초기화 신호에 0으로 초기화된 루트 노드까지의 고속 노드의 수가 포함된다. 상기 초기화 신호를 수신한 각 노드는 자신이 고속 노드인 경우, 상기 고속 노드의 수를 1씩 증가시켜 저장하고, 변경된 상기 고속 노드의 수가 포함된 상기 초기화 신호를 자신의 자식 노드에 전달한다. 상기 초기화 신호가 리프노드에 전달되면, 센서 네트워크를 구성하는 모든 노드는 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 산출하여 저장할 수 있게 된다. 상기 부모 후보 노드는 이러한 방법으로 저장된 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 상기 탐침 메시지에 대한 응답 메시지에 포함시킬 수 있다.
상기 부모 후보 노드는 긴급 모드임을 알리는 플래그가 포함된 상기 탐침 메시지를 수신한 경우, 루트 노드까지의 홉 수 및 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수 관련 데이터를 저장하고 있지 않다면, 루트 노드에 통신 속도 조회 메시지를 송신 할 수도 있다. 상기 통신 속도 조회 메시지를 수신한 루트 노드는 그에 대한 통신 속도 조회 응답 메시지를 송신한다. 상기 통신 속도 조회 응답 메시지는 상기 통신 속도 조회 메시지를 송신하는 중간의 경유 노드를 거치면서 '상기 경유 노드로부터 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'을 포함하게 된다. 보다 자세하게는 루트 노드의 홉 수는 0이나, 경유 노드를 하나씩 거칠 때마다 홉 수가 1씩 증가하고, 상기 경유 노드가 고속 노드인 경우 상기 고속 노드의 수도 1씩 증가하게 된다. 즉, 상기 경유 노드가 저속 노드인 경우에만 상기 '상기 경유 노드로부터 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'이 1씩 증가함을 알 수 있다.
상기 통신 속도 조회 응답 메시지가 최종적으로 통신 속도 조회 메시지를 송신한 상기 부모 후보 노드에 도착하게 되면 상기 통신 속도 조회 응답 메시지는 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'을 포함하게 된다. 상기 부모 후보 노드는 상기 과정을 거쳐 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'을 포함하는 탐침 메시지에 대한 응답 메시지를 송신한다(S116).
본 실시예에 따른 소유한 패킷이 긴급한 것인 경우의 노드 구성 방법은, 새로운 부모 노드를 결정하는 동작에 많은 시간이 소요되지 않으면서도, 상기 절체 노드에 높은 수준의 QoS를 보장할 수 있는 노드를 새로운 부모 노드로 선정할 수 있는 효과가 있다.
상기 탐침 메시지에 대한 응답 메시지를 수신한 절체 노드는 부모 후보 노드 각각에 대하여, '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'이 최소가 되는 부모 후보 노드를 새로운 부모 노드로 결정 하여, 상기 부모 노드와 재 연결한다(S118). 이때, 상기 부모 후보 노드 중 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 노드는 새로운 부모 노드가 될 수 없음을 유의해야 한다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크 재구성 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 2 내지 도 6은 본 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크 재구성 방법의 제 1 상태도 내지 제 5 상태도이다.
Figure 112009051687011-PAT00002
상기 표 2는 이해를 돕기 위해 사용될 각 노드 별 잔여 전력량, 소유한 패킷의 긴급도 및 대역폭 관련 데이터를 나타낸 것이다. 상기 긴급도는 N: 긴급하지 않은 패킷, U: 긴급한 패킷으로 표시되었다. 또한, 상기 대역폭은 H: 높은 대역폭을 가진 노드, L: 낮은 대역폭을 가진 노드로 표시되었다. 즉, H는 해당 노드가 고속 노드임을 뜻하고, L은 해당 노드가 저속 노드임을 뜻한다. 이하, 상기 재구성 기준치는 100인 것으로 가정한다. 즉, 잔여 전력량이 100이하인 중계 노드는 자식 노드 중 적어도 하나를 다른 노드와 연결시킴으로써 자신의 전력 소비량을 감소시키는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
먼저, 도 2를 참조하여 센서 네트워크의 초기 노드 구성, 즉 제 1 상태를 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크는 상기 언급한 바와 같이 트리(tree) 형 토폴로지를 적어도 일부 포함할 수 있고, 도 2에 도시된 멀티 홉 네트워크의 초기 노드 구성 역시 S노드를 루트 노드로 하는 트리 형 토폴로지로 구성되어 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면 B노드의 자식 노드는 I노드 및 J노드이며, B노드의 부모 노드는 S노드이다.
상기 멀티 홉 네트워크의 초기 노드 구성에 도시된 전체 11개의 노드 중 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 노드는 표 2에 기재된 바와 같이 B노드 하나임을 알 수 있다. 상기 전체 11개의 노드 중 중계 노드는 각각 주기적으로 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인지 여부를 판정할 수 있는데, B노드는 현재 잔여 전력량이 40에 불과하여 재구성 기준치 이하로 판정하고, 자식 노드 재구성 동작을 개시할 수 있다.
다음으로, B노드는 자신의 자식 노드인 I노드 및 J노드와의 세션을 제거한다. 상기 I노드 및 J노드에는 세션 제거 메시지가 송신될 수 있다. I노드 및 J노드 중 자식 노드가 존재하는 노드인 I노드는 자신의 자식 노드인 M노드에 연쇄적으로 세션 제거 메시지를 송신할 수 있다. 상기 세션 제거 메시지를 수신한 I, J노드는 부모 노드인 B노드와의 통신 세션을 제거한다. 상기 세션 제거 메시지를 수신한 M노드 역시 부모 노드인 I노드와의 통신 세션을 제거한다. 도 3에 도시된 본 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크 재구성 방법의 제 2 상태도는 B노드 및 I노드 간의 통신 세션, B노드 및 J노드 간의 통신 세션 및 I노드 및 M노드 간의 통신 세션이 제거된 상태를 표현하고 있다.
부모 노드와의 통신 세션이 제거된 I노드, J노드 및 M노드는 새로운 부모노드를 찾기 위해 탐침 메시지를 방송(broadcasting)한다. 상기 방송의 의미는 통신 세션이 없는 상태에서 미리 정의된 탐침 메시지 데이터를 포함한 무선 신호를 발신하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
도 4에 도시된 본 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크 재구성 방법의 제 3 상태도는 I노드의 부모노드를 선정하는 동작을 표현한다. I노드는 표 2에 기재된 바와 같이 긴급한 패킷을 소유하고 있으므로, 상기 탐침 메시지에는 긴급 모드임을 나타내는 플래그가 포함될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 I노드의 통신 반경 내에는 B, C, D, M, J노드가 있으므로, I노드가 발신한 상기 탐침 메시지는 상기 B, C, D, M, J노드에 의해 수신될 수 있을 것이다.
상기 그러나, 현재 부모 노드와의 통신 세션이 설립되지 않은 M, J노드는 응답 메시지를 송신하지 않을 것이므로, B, C, D노드 만이 응답 메시지를 송신한다. 결국, B, C, D노드가 I노드의 부모 후보 노드가 된다.
I노드는 응답 메시지를 상기 부모 후보 노드로부터 수신 하여 상기 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 부모 노드로 선정한다. 먼저, B노드는 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하이므로 부모 노드로 선정하지 않는다.
결국, I노드는 C노드 및 D노드가 송신한 각각의 응답 메시지에 포함된 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'이 최소가 되는 부모 후보 노드를 새로운 부모 노드로 결정한다.
C노드는 루트 노드까지 홉 수가 1이고, C노드가 표 2에 기재된 바와 같이 고속 노드이므로 C노드에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수 역시 1이다. 따라서, 상기 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'은 0이다. 반면, D노드는 루트 노드까지의 홉 수는 1이나, D노드가 표 2에 기재된 바와 같이 저속 노드이므로 D노드에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수가 0이다. 따라서, 상기 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'은 1이다. 결국, I노드는 C노드를 새로운 부모 노드로 설정하게 된다.
다음으로, J노드가 새로운 부모노드를 찾는 과정을 도 5를 참조하여 설명한다. J노드가 송신한 긴급 모드의 탐침 메시지에 대하여 J의 통신 반경 내에 존재하는 I노드, B노드, C노드, G노드가 응답 메시지를 송신한다. 따라서 I노드, B노드, C노드, G노드가 부모 후보 노드가 된다. 단, B노드는 잔여 전력량이 최소 한계 값 미만임으로 부모 후보 노드에서 제거한다.
J노드는 I노드, C노드, G노드가 송신한 탐침 메시지의 응답 메시지에 포함된 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'을 검사한다. 그 값은 I노드의 경우 1, C노드의 경우 0, G노드의 경우 1이된다. 따라서, J노드 역시 C노드를 새로운 부모 노드로 설정하게 된다.
다음으로, M노드가 새로운 부모노드를 찾는 과정을 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이 M노드의 통신 반경 내에 존재하는 노드 I, B가 응답 메시지를 송신한다. 단, B노드의 잔여 전력량이 최소 한계 값 미만임으로 부모 후보 노드는 I노드밖에 없다. 따라서 M노드는 I노드를 부모노드로 설정한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템의 구성 및 동작에 대하여 도 7을 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템에는 상기 실시예에 따른 센서 네트워크 노드 구성 방법에 기재된 본 발명의 기술적 특징이 적용될 수 있음을 유의해야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템은 하나 이상의 노드(700)를 포함한다. 노드(700)는 다른 노드(700)와 통신하여 본 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템을 구성한다. 노드(700)는 다른 노드(700)와 무선 통신을 하는 것이 바람직하다. 노드(700)는 예를 들어 무선 인체 망(WBAN)을 구성하는 노드일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 노드(700)는 절체 판정부(702), 부모 노드 결정부(704), 자식 노드 관리부(706), 저장부(708), 인터페이스부(710) 및 배터리부(712)를 포함할 수 있다.
인터페이스부(710)는 타 노드(700)와 무선 통신을 수행한다. 또한, 배터리부(712)는 노드에 전원을 공급한다. 배터리부(712)는 잔여 전력량 데이터를 자식 노드 관리부(706)에 제공할 수 있다.
절체 판정부(702)는 부모 노드와 접속이 끊어진 것으로 판정한 경우, 탐침 메시지를 생성하여 인터페이스부(710)를 통하여 브로드캐스팅 방식으로 송신한다. 절체 판정부(702)는 주기적으로 부모 노드와 송수신하는 싱크 메시지가 수신되지 않는 경우, 부모 노드와 접속이 끊어진 것으로 판정할 수 있다. 또한, 부모 노드로부터 세션 해제 메시지가 수신 된 경우, 부모 노드와 접속이 끊어진 것으로 판정할 수 있다.
저장부(708)는 상기 센서 네트워크 시스템에 포함된 모든 노드에 대한 정보를 저장한다. 상기 노드에 대한 정보는 모든 노드의 잔존 전력량 데이터, 패킷 송수신 시 소모 전력량 데이터를 포함할 수 있다. 상기 노드에 대한 정보는 루트 노드로부터 수신 된 것일 수 있다.
부모 노드 결정부(704)는 저장부(708)에 저장된 상기 정보를 바탕으로 상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 새로운 부모 노드로 설정한다.
자식 노드 관리부(706)는 배터리부(712)에 저장된 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 경우 자식 노드와의 통신 세션을 제거한다.
상기 통신 세션을 제거 된 자식 노드는 새로운 노드를 부모 노드로 하여 네트워크에 재 연결되어야 한다. 이하, 상기 재연결 동작에 대하여 설명하기로 한다. 상기 통신 세션을 제거 된 자식 노드를 절체 노드라 하기로 한다.
절체 판정부(702)는 상기 부모 노드와 접속이 해제된 것으로 판정한 경우, 탐침 메시지를 생성하여 인터페이스부(710)를 통하여 방송한다. 상기 탐침 메시지에는 상기 절체 판정부가 소유한 패킷의 긴급도 관련 플래그가 포함될 수 있다. 상기 탐침 메시지는 상기 절체 노드의 통신 영역에 위치한 노드가 수신할 수 있고, 그 중 부모 노드에 연결된 노드가 응답 메시지를 송신할 수 있다.
상기 탐침 메시지가 긴급 모드 플래그를 포함하는 경우, 상기 응답 메시지에는 응답 메시지를 송신하는 부모 후보 노드의 ID 및 '부모 후보 노드의 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드까지의 경유 노드 중 고속 노드의 수를 뺀 값'이 포함될 수 있고, 상기 탐침 메시지가 비 긴급 모드 플래그를 포함하는 경우, 상기 응답 메시지에는 응답 메시지를 송신하는 부모 후보 노드의 ID가 포함될 수 있다.
부모 노드 결정부(704)는 상기 탐침 메시지에 대한 응답 메시지를 인터페이스부(710)를 통해 제공받아, 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 새로운 부모 노드로 설정한다.
상기 새로운 부모 노드는 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 상기 홉 수 및 상기 통신 속도를 모두 고려하여 결정될 수 있다. 특히, 상기 새로운 부모 노드는 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 최소로 되는 노드일 수 있다.
부모 노드 결정부(704)는 소유한 패킷의 긴급 여부에 따라 상이한 기준으로 상기 새로운 부모 노드를 선정할 수 있다. 즉, 소유한 패킷이 긴급한 패킷인 경우 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트 노드까지의 홉 수 및 루트 노드까지의 통신 속도를 모두 고려하여 새로운 부모 노드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 최소로 되는 노드를 새로운 부모 노드로 결정할 수 있다. 반면에, 소유한 패킷이 긴급한 패킷이 아닌 경우, 상기 자식 노드가 상기 부모 노드의 자식 노드로 설정된 네트워크 구성에서 네트워크에 포함된 모든 비 루트 노드가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 상황을 가정하여 계산된 각 노드의 잔여 전력량 값들의 표준 편차가 최소로 되는 노드를 새로운 부모 노드로 결정할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성 방법의 제 1 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성 방법의 제 2 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성 방법의 제 3 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성 방법의 제 4 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 구성 방법의 제 5 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크 시스템의 구성도이다.

Claims (12)

  1. 자식 노드를 적어도 하나 가지고 있는 노드 중 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 노드와 상기 노드의 자식 노드 간의 통신 세션을 제거하는 단계;
    상기 자식 노드의 통신 영역에 위치하는 부모 후보 노드를 탐침 하기 위한 탐침 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 송신 하는 단계; 및
    상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 상기 자식 노드의 새로운 부모 노드로 설정하는 단계를 포함하는 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 새로운 부모 노드는,
    상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트(root) 노드까지의 홉(hop) 수 및 루트 노드까지의 통신 속도를 모두 고려하여 결정되는 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 새로운 부모 노드는,
    루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 최소로 되는 노드인 트리 방식의 센서 네트 워크 노드 구성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부모 후보 노드 중, 루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 동일한 노드가 에 두 개 이상 존재하는 경우, 상기 새로운 부모 노드는 상기 루트 노드까지의 홉 수가 가장 작은 노드인 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 상기 자식 노드의 새로운 부모 노드로 설정하는 단계는,
    상기 자식 노드가 소유한 패킷의 긴급도에 따라 상이한 기준으로 상기 새로운 부모 노드를 선정하는 단계를 포함하는 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 자식 노드가 소유한 패킷이 긴급한 패킷인 경우,
    상기 새로운 부모 노드는 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트 노드까지의 홉 수 및 루트 노드까지의 통신 속도를 모두 고려하여 결정되는 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 자식 노드가 소유한 패킷이 긴급한 패킷이 아닌 경우,
    상기 새로운 부모 노드는 상기 자식 노드가 상기 부모 노드의 자식 노드로 설정된 네트워크 구성에서 네트워크에 포함된 모든 비 루트 노드가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 상황을 가정하여 계산된 각 노드의 잔여 전력량 값들의 표준 편차가 최소로 되는 노드인 트리 방식의 센서 네트워크 노드 구성 방법.
  8. 노드를 하나 이상 포함하는 트리 방식의 센서 네트워크 시스템에 있어서,
    상기 노드는,
    무선 통신을 수행하는 인터페이스부;
    전원을 공급하는 배터리부;
    상기 배터리부에 저장된 잔여 전력량이 재구성 기준치 이하인 경우 자식 노드와의 통신 세션을 제거하는 자식 노드 관리부;
    상기 센서 네트워크 시스템에 포함된 모든 노드에 대한 정보를 저장하는 저장부;
    부모 노드와 접속이 끊어진 것으로 판정한 경우, 탐침 메시지를 생성하여 상기 인터페이스부를 통하여 브로드캐스팅 방식으로 송신 하는 절체 판정부; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 정보를 바탕으로 상기 탐침 메시지에 대해 응답한 부모 후보 노드 중 하나의 노드를 새로운 부모 노드로 설정하는 부모 노드 결정 부를 더 포함하는 센서 네트워크 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 새로운 부모 노드는,
    상기 각 부모 후보 노드에 대하여 상기 홉 수 및 상기 통신 속도를 모두 고려하여 결정되는 센서 네트워크 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 새로운 부모 노드는,
    루트 노드까지의 홉 수에서 루트 노드 사이의 경유 노드 중 통신 속도가 높은 노드로 분류된 노드의 수를 뺀 값이 최소로 되는 노드인 센서 네트워크 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 새로운 부모 노드는,
    상기 자식 노드가 소유한 패킷이 긴급한 패킷인 경우 상기 각 부모 후보 노드에 대하여 루트 노드까지의 홉 수 및 루트 노드까지의 통신 속도를 모두 고려하여 결정되는 센서 네트워크 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 새로운 부모 노드는,
    상기 자식 노드가 소유한 패킷이 긴급한 패킷이 아닌 경우, 상기 자식 노드가 상기 부모 노드의 자식 노드로 설정된 네트워크 구성에서 네트워크에 포함된 모든 비 루트 노드가 루트 노드 방향으로 패킷을 송신한 상황을 가정하여 계산된 각 노드의 잔여 전력량 값들의 표준 편차가 최소로 되는 노드인 트리 방식의 센서 네트워크 시스템.
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