Journal of KIISE:Information Networking (한국정보과학회논문지:정보통신)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
권호 표지

Reducing Flooding Latency in Power Save Mode of IEEE 802.11-based Mobile Ad hoc Networks

IEEE 802.11 기반 이동 애드혹 망의 전력 절감 모드에서 플러딩 지연의 개선

  • 윤현주 (한국과학기술원 전자전산학과) ;
  • 서명환 (한국정보통신대학교 공학부) ;
  • 마중수 (한국정보통신대학교 공학부)
  • Published : 2004.10.01
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Abstract

Mobile Ad hoc NETworks (MANET) consist of mobile nodes which are usually powered by battery Approaches for minimizing power consumption have been proposed for all network layers and devices. IEEE 802.11 DCF (Distributed Coordination Function), a well-known medium access control protocol for MANETS, also defines a power save mode operation. The nodes in power save mode periodically repeat the awake state and the doze state in synchronized fashion. When all nodes are in the awake state, the exchange the announcements for the subsequent message transmission with neighbors. The nodes that send or receive the announcements stay awake for data transmission, and others go into the dole state. The previous works for enhancing the power save mode operation have focused on shortening the duration of the awake state. We observed that the longer sleeping period results in seriously long delivery latency and the consequent unnecessary power consumption as well, because the packets can move forward only one hop for a fixed interval. In this paper, we propose an improved protocol for the power save mode of IEEE 802.11 DCF, which allows the flooding packets to be forwarded several hops in a transmission period. Our approach does not reduce the duration of compulsory awake period, but maximizes its utilization. Each node propagates the announcements for next flooding to nodes of several hops away, thus the packets can travel multiple hops during one interval. Simulation results of comparison between our scheme and the standard show a reduction in flooding delay maximum 80%, and the unicasting latency with accompanying flooding flows near 50%, with slight increase of energy consumption.

이동 애드혹 망을 구성하는 노드들은 일반적으로 배터리 전력을 사용하기 때문에 이들의 에너지 소모량을 줄이는 연구들이 각 계층에 대해 이루어져 왔다. 매체 접근 제어 프로토콜로 많이 이용되는 IEEE 802.11 DCF에서도 전력 절감 모드가 정의되어 있으며, 노드들은 동기화된 상태에서 주기적으로 활동 상태와 휴면 상태를 반복한다. 활동 상태 동안 서로 전송할 메시지가 있는지 여부를 이웃 노드에 공지하고, 전송에 관여하게 될 노드들은 계속해서 활동 상태로 머물러 필요한 송수신을 하는 반면, 그 외의 노드들은 다음 주기까지 휴면 상태에 들게 된다. 대부분의 기존 연구들은 보다 많은 전력 절감을 위해 휴면기간을 최대화, 최적화하는 것에 초점을 맞추었다. 그러나, 이로 인해 메시지들이 한 주기 당 한 홉씩 전달되어 결과적으로 매우 긴 전송지연을 초래할 수 있다는 것은 지금까지 간과되었다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 DCF의 전력 절감 모드에서 빠른 속도로 전체 망으로의 플러딩을 수행할 수 있는 개선된 프로토콜을 제안하였다. 고정된 길이의 활동 상태 기간 동안 이웃 노드뿐 아니라 최대한 멀리까지 공지를 전달하게 하고, 동시에 많은 구간의 노드가 깨어 있게 함으로써 그 이후의 데이타 메시지 전달 속도를 높인다 시뮬레이션에 의한 실험 결과, 제안된 알고리즘은 IEEE 802.11 DCF 전력 절감 모드와 비교해 약간의 추가 에너지 소모로 플러딩 전송 지연을 최대 80% 이상 감소시켰으며, 플러딩 트래픽이 있을 경우의 유니 캐스팅 전송 지연 또한 약 50% 만큼 감소시키는 성능을 보였다.

Keywords

References

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