전자공학회논문지CI (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

무선 센서 네트워크에서 효율적인 데이터 전송을 위한 동적 할당 알고리즘

The Dynamic Allocation Algorithm for Efficient Data Transmission in Wireless Sensor Network

  • 투고 : 2012.03.05
  • 심사 : 2012.04.26
  • 발행 : 2012.05.25
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초록

저속, 저전력, 저가의 특징을 갖는 IEEE 802.15.4 standard는 무선 센서 네트워크 환경에서 효율적이다. IEEE 802.15.4 표준에서 사용하는 다양한 토폴로지 중에서도 많은 노드들이 참여하는 클러스터-트리 토폴로지는 싱크 노드 주변에 트래픽이 집중되어 전송 지연과 에너지 소모 증가 및 데이터 손실을 초래하게 된다. 본 논문에서는 효율적인 데이터 전송을 위해 패킷간의 충돌을 최소화하고 제한된 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 액티브 구간을 동적으로 할당하는 MRS-DCA알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 IEEE 802.15.4 standard의 액티브구간에 RP(Reservation Period)를 할당하여 사용한다. 또한, EWMA를 이용한 할당 알고리즘으로 트래픽을 예측하고 이것을 기반으로 RP와 CAP를 동적으로 할당함으로써 안정적인 데이터 전송을 보장한다. 제안하는 MRS-DCA알고리즘의 성능 비교를 위하여 IEEE 802.15.4, DCA scheme과 비교한 결과, 액티브 구간의 단축으로 전력 소모가 적어지고 충돌 회피율의 상승으로 높은 전송률을 보이는 것을 확인하였다.

IEEE 802.15.4 standard which has low-speed, low-power, low-cost can be efficiently used in wireless sensor network environment. Among various topologies used in IEEE 802.15.4 standard, a cluster-tree topology which has many nodes in it, transmit delay, energy consumption and data loss due to traffic concentration around the sink node. In this paper, we propose the MRS-DCA algorithm that minimizes conflicts between packets for efficient data transmission, and dynamically allocates the active period for efficient use of limited energy. The MRS-DCA algorithm allocates RP(Reservation Period) to the active period of IEEE 802.15.4 and guarantees reliable data transmission by allocating RP and CAP dynamically which is based on prediction using EWMA. The comparison result shows that the MRS-DCA algorithm reduces power consumption by reducing active period, and increasing transmission rate by avoiding collision.

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