한국정보과학회논문지:정보통신 (Journal of KIISE:Information Networking)

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

노드 형태에 따른 블루투스 스캐터넷 재형성 알고리즘

A Bluetooth Scatternet Reformation Algorithm based on Node Types

  • 이한욱 (서울대학교 기계항공공학부) ;
  • 고상근 (서울대학교 기계항공공학부)
  • 발행 : 2005.02.01
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초록

블루투스(Bluetooth)는 휴대폰을 중심으로 하여 다양한 디지털 기기 사이의 무선 인터페이스를 제공할 수 있는 기술로 가능성을 인정받아 왔다. 특히 블루투스에서 지원되는 스캐터넷(Scattemet)이라는 네트워크의 형태는 PAN(Personal Area Network)과 같은 동적인 Ad-hoc 네트워크 환경에서 블루투스가 지원되기 위해서는 필수적인 요소이다. 하지만 기존의 블루투스 스캐터넷 관련 연구들은 노드들이 수시로 추가 혹은 이탈하는 동적인 네트워크 환경을 거의 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 동적인 네트워크 상황을 고려하여 블루투스 스캐터넷 내부에서 노드가 이탈하였을 경우 이를 재형성하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 본 알고리즘은 다양한 스캐터넷 형태와 무관하게 적용될 수 있는 범용 알고리즘이며, Inquiry 과정이 생략된 채 Page 과정만으로 빠르게 네트워크가 복구되는 특성을 지닌다. 또 노드의 형태에 따라 복구 마스터/슬레이브를 지정하여 작성되는 복구 노드 벡터(Recovery Node Vector)에 따라 동작한다. 또 본 논문에 제시한 알고리즘은 상용 하드웨어에 적용이 가능한 구체적인 알고리즘으로, 실제 상용 하드웨어 실험을 통해 그 성능을 평가하고 발생되는 문제점을 수정하였다. 실험을 통해 제안한 알고리즘의 재형성 지연 시간은 Inquiry 과정이 포함된 경우의 23~60% 정도로 단축된 결과를 얻었고, 97% 이상의 복구 성공률을 보였다.

Bluetooth has been reputed as a wireless networking technology supplying ad-hoc networks between digital devices. In particular, bluetooth scatternet is a most essential part for dynamic ad-hoc networks. But past researches on bluetooth scatternet has hardly treated dynamic scatternet environment. In this paper, we proposed a scatternet reformation algorithm for the case that some nodes escape from the scatternet. The proposed algorithm is a general algorithm which can be applied to many types of bluetooth scatternet regardless of the topology. The proposed algorithm has short reformation time delay because the process has only page process (not including inquiry process ). The algorithm is operated based on Recovery Node Vector which is composed of Recovery Master and Recovery Slave. In this paper, we performed the real hardware experiments for evaluating the performance of the proposed algorithm. In that experiments, we measured the reformation time and reformation probability. In comparison with the case including inquiry process, the proposed algorithm had the improvement in reformation time delay and we obtained high success rate over 97%.

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참고문헌

  1. Bluetooth SlG, 'Specification of the Bluetooth System Ver1.1', In http://www.csr.com. 2001
  2. Bluetooth SIG, 'Specification of the Bluetooth System Ver1.2', In http://www.csr.com, 2003
  3. L. Ramachandran, M. Kapoor, A. Sarkar and A. Aggarwal, 'Clustering Algorithms for Wireless Ad Hoc Networks,' In Proceedings of the 4th international workshop on Discrete algorithms and methods for mobile computing and communications, pp. 54-63, 2000 https://doi.org/10.1145/345848.345860
  4. T. Salonidis, P. Bhagwat, L. Tassiulas and R. LaMaire, 'Distributed Topology Construction of Bluetooth Personal Area Networks' In Proceedings of the IEEE Twentieth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies(INFOCOM 2001), Vol.3, pp. 1577-1586, 2001 https://doi.org/10.1109/INFCOM.2001.916654
  5. G. Zaruba and S. Basagni, 'Bluetress-Scatternet Formation to Enable Bluetooth-Based Ad Hoc Networks,' In Proceedings of the IEEE International Conference on Communicatins (ICC 2001), Vol. 1, pp. 273-277, 2001 https://doi.org/10.1109/ICC.2001.936316
  6. C.C. Foo and K.C. Chua, 'Bluering-Bluetooth Scatternets with Ring Structures,' In Proceedings of the lASTED International Conference on Wireless and Optical Communication(WOC 2002), 2002
  7. C. Petrioli, S. Basagni and 1. Chlamtac, 'Configuring BlueStars: Multihop Scatternet Formation for Bluetooth Networks,' In Proceedings of the IEEE Transactions on Computers, Vol. 52, Issue 6, pp. 779-790, 2003 https://doi.org/10.1109/TC.2003.1204833
  8. Z. Wang, R.J. Thomas and Z.J. Haas, 'Bluenet-a New Scatternet Formation Scheme,' In Proceedings of the 35th Hawaii International Conference on System Science (HICSS-35), 2002
  9. C. Petrioli, S. Basagni, and I. Chlamtac, 'BlueMesh: Degree-constrained multi hop scatternet formation for Bluetooth networks,' In Journal of the Mobile Networking and Applications(MONET), Vol. 9, pp. 33-47, 2004 https://doi.org/10.1023/A:1027317722864
  10. C. Lay and K.Y. Siu, 'A Bluetooth Scatternet Formation Algorithm,' In Proceedings of the Global Telecommunications Conference (GLOBECOM '01), Vol. 5, pp. 2864-2869, 2001 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.2001.965952
  11. C. Law, A.K. Mehta and K.Y. Siu, 'Performance of a New Bluetooth Scatternet Formation Protocol,' In Proceedings of ACM Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing, pp. 182-192, 2001 https://doi.org/10.1145/501441.501442
  12. G. Tan, A. Miu, I. Guttag and H. Balakrishnan, 'Forming Scatternets from Bluetooth Personal Area Networks,' In MIT Technical Report MIT_LCS-TR-826, 2001
  13. T.Y. Lin, Y.C. Tseng, K.M. Chang and C.L. Tu, 'Formation, Routing, and Maintenance Protocols for the BlueRing Scatternet of Bluetooths,' In Proceedings of the 36th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS '03), pp. 313-322, 2003
  14. H. Zhang, I.C. Hou and L. Sha, 'A Bluetooth Loop Scatternet Formation Algorithm,' In Proceedings of the IEEE International Conference on Communications (ICC '03), Vol. 2, pp. 1174-1180, 2003 https://doi.org/10.1109/ICC.2003.1204553
  15. S. Basagni, R. Bruno and C.' Petrioli, 'A Performance Comparison of Scatternet Formation Protocols for Networks of Bluetooth Devices,' In Proceedings of the First IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2003), pp. 341-350, 2003
  16. 이한욱, 고상근, '하드웨어 구현을 기반으로 한 블루투스 스캐터넷 형성 알고리즘', In 한국정보과학회 논문지 I, Vol. 31, No.3, pp. 314-326, 2004