移動センサノードを用いたデータ収集型WSNでのk重被覆時間の最大化手法  [in Japanese] Maximizing k-Coverage Lifetime of Wireless Sensor Networks Using Mobile Sensor Nodes  [in Japanese]

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Abstract

本論文では,環境情報の収集を目的とする,静止ノードと可動ノードから構成されるWSNにおいて,広範囲のセンシング領域をk重被覆し,かつ,稼働時間を最大化するような可動ノードの適切な移動先,および,データ収集のためのマルチホップ通信経路を構築する手法を提案する.対象問題はMinimum Geometric Disk Cover問題を含んでいるため,NP困難な問題である.そこで,準最適解を実用時間で求めるため,遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm,以下GA)に基づいた近似アルゴリズムを提案する.WSNにおける基地局ノード(データを収集するノード)に近いノードは,早くバッテリが枯渇するという問題に対処するため,各ノードの通信における電力消費量のバランスがとれたデータ収集木を構築するような解を生成し,GAの初期解に含ませる工夫を行った.さらに,フィールドのk重被覆に関する十分条件を判定する効率的な手法を考案した.シミュレーションにより,100から300ノードのWSNに対し,提案手法が十分に優れた性能を示すことを確認した.

For a wireless sensor network (WSN) consisting of both static and mobile sensor nodes to collect environmental information, we propose a method to k-cover the target sensing field and maximize the WSN lifetime by moving the mobile sensor nodes to appropriate positions. Our target problem contains a Minimum Geometric Disk Cover Problem known to be an NP-hard problem, as a special case. We develop a genetic algorithm (GA) based scheme to find a near optimal solution in practical time. Considering that a node near the sink node tends to consume more battery power by forwarding the data transmitted from nodes farther from the sink node, we add a tree where power consumption for communication is balanced among all nodes to our GA-based algorithm as an initial candidate solution. Through computer simulations, we confirmed that our method achieves much longer k-coverage lifetime than conventional methods for 100 to 300-node WSNs.

Journal

  • IPSJ SIG Notes

    IPSJ SIG Notes 73, 49-52, 2009-02-26

    Information Processing Society of Japan (IPSJ)

References:  10

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110007338663
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN10505667
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    ART
  • ISSN
    09196072
  • NDL Article ID
    10200654
  • NDL Source Classification
    ZM13(科学技術--科学技術一般--データ処理・計算機)
  • NDL Call No.
    Z14-1121
  • Data Source
    CJP  NDL  NII-ELS 
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