다중 홉 수중 음향 센서네트워크를 위한 MAC 프로토콜 설계

Developing a new MAC Protocol for Multi-hop Underwater Acoustic Sensor Networks

최근에 제안된 수중 음향 센서 네트워크용 MAC 프로토콜인 T-Lohi는 저가형 음향 모뎀들이 밀집되어 구성된 네트워크에서 사용되도록 설계된 프로토콜이다. 그러나 T-Lohi는 각 노드들이 모든 노드들의 신호를 수신할 수 없어 멀티 홉 라우팅이 필요한 네트워크에서 사용될 때 hidden terminal 문제로 인해 많은 패킷 충돌이 발생한다. 본 논문에서는 T-Lohi처럼 톤을 사용하여 전력 소모에 있어서의 경제성을 추구하면서도 RTS/CTS handshaking을 통해 hidden terminal 문제를 해결한 새로운 MAC프로토콜을 제안한다. 모의실험 결과는 새로운 MAC프로토콜이 T-Lohi와 비교했을 때 패킷 손실을 훨씬 줄이면서도 좋은 네트워크 활용률을 달성할 수 있음을 보여준다.

T-Lohi, a MAC protocol for underwater acoustic sensor networks, has been designed to support dense networks consisting of short-range acoustic modems. However when T-Lohi is applied to large networks in which multi-hop routing is necessary, it suffers a lot of packet collisions due to the hidden terminal problem. To combat this problem, we propose a new MAC protocol which employs RTS/CTS handshaking. To our knowledge, this protocol is the first to adopt both a tone-based approach and RTS/CTS handshaking for dense underwater acoustic sensor networks. Simulation results show that this new protocol drastically reduces packet collisions while achieving good network utilization.