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효율적인 에너지 관리는 제한된 자원을 가지는 센서 네트워크에서 매우 중요한 요소이며, 클러스터 기법은 그러한 관점에서 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나, 클러스터 헤더의 에너지 사용이 집중되는 문제가 발생할 수 있으며, 클러스터 헤더가 전 영역에 골고루 분포되지 않고 특정 영역에 집중되는 경우, 클러스터 멤버의 전송 거리가 크거나 매우 불균등한 상태가 될 수 있다. 전송거리는 에너지 소모의 문제와 직결될 수 있다. 특정 노드의 에너지가 빨리 고갈되는 것은 센서 네트워크 생존 기간을 줄이고, 전체 센서 네트워크의 효율이 저하되므로 센서 노드들의 균등한 에너지 소모는 매우 중요한 연구과제이다. 본 연구에서는 센서 클러스터 기법에서 클러스터 헤더와 센서 노드가 에너지를 균등하게 사용하기 위한 요소들을 분석하고, 클러스터 헤더가 센서 네트워크 전역에 골고루 분포하는 균등분포 클러스터링을 제안한다. 제안하는 클러스터 기법은 멀티홉 라우팅을 사용하여 원거리 전송으로 인한 센서 노드의 에너지 소모를 줄인다. 기존 연구에서 멀티홉 클러스터 기법은 클러스터 구성과 라우팅 경로 설정의 2단계 과정을 통해서 멀티홉 클러스터 경로를 설정하는 반면, 제안하는 방식은 클러스터 헤더를 선출하는 과정에서 클러스터 라우팅 경로를 설정하여 제어 메시지 과정을 최소화한다.
Efficient energy management is a very important factor in sensor networks with limited resources, and cluster techniques have been studied a lot in this respect. However, a problem may occur in which energy use of the cluster header is concentrated, and when the cluster header is not evenly distributed over the entire area but concentrated in a specific area, the transmission distance of the cluster members may be large or very uneven. The transmission distance can be directly related to the problem of energy consumption. Since the energy of a specific node is quickly exhausted, the lifetime of the sensor network is shortened, and the efficiency of the entire sensor network is reduced. Thus, balanced energy consumption of sensor nodes is a very important research task. In this study, factors for balanced energy consumption by cluster headers and sensor nodes are analyzed, and a balancing distribution clustering method in which cluster headers are balanced distributed throughout the sensor network is proposed. The proposed cluster method uses multi-hop routing to reduce energy consumption of sensor nodes due to long-distance transmission. Existing multi-hop cluster studies sets up a multi-hop cluster path through a two-step process of cluster setup and routing path setup, whereas the proposed method establishes a hierarchical cluster routing path in the process of selecting cluster headers to minimize the overhead of control messages.
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Energy blancing distribution, Life time, Cluster sensor network, Distance variance, Energy-efficient routing
