센서 네트워크에서 적 침입경로의 탐지능력을 향상시키기 위한 노드배치 방법

Abstract

최근 무선 센서 네트워크는 산림지역의 산불감시, 전장상황의 적군감시와 같은 위험한 환경을 모니터링하기 위한 시스템으로 두각을 나타내고 있다. 이러한 센서 네트워크의 가장 기본적인 문제들 중 하나는 커버리지 문제이다. 커버리지 문제는 점 기반 커버리지 문제와 경로 기반 커버리지 문제로 나눌 수 있다. 점 기반 문제는 산불 감시와 같이 공간의 임의의 한 점에서 발생하는 이벤트와 관련되므로, 경로 기반 커버리지 문제를 대상이 움직임을 가지고 있는 점에서 점 기반 커버리지와 구분할 수 있다. 본 논문에서는 경로 커버리지, 특히 공간에 배치된 센서들이 임의의 경로를 따라 움직이는 적군을 얼마나 잘 감지하는가에 초점을 맞추고 있으며, 센서 네트워크 환경하에서 아군지역으로 침투해 들어오는 적군에 대한 센서들의 감지능력을 향상시키기 위한 노드배치 방법을 제안한다. 센서들의 감지능력에 대한 척도는 모든 가능한 침투 경로들에 대한 센서들의 감지능력에 대한 평가값들 중 최악의 경우의 값이다. 기존 연구에서는 이를 Worst case coverage problem으로 언급하고 있다. 이러한 환경의 커버리지 향상을 위한 추가적인 센서 배치를 위해서는 최악의 경우의 커버리지 값을 낮추어야 하며 이를 Worst case coverage deployment problem이라고 한다. 기존 연구에서는 하나의 입구와 출구가 주어졌을 경우 경로 커버리지 향상을 위한 노드배치 방법이 제안되었다. 우리는 기존 문제를 여러 개의 입구와 출구 쌍이 주어졌을 경우로 확장한 후 최악의 경우의 커버리지 값을 낮추는 방법을 제안하였다. 여러 시뮬레이션을 통해서 제안하는 노드배치 방법의 성능을 평가하였으며 그 결과로 기존 연구보다 제안하는 방법이 뛰어남을 확인하였다.