전자공학회논문지 (Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
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고속 철도 환경을 위한 IEEE 802.15.4/ZigBee 기반 개선된 센서 통신 알고리즘

Advanced Sensor Communication Algorithm based on IEEE 802.15.4/ZigBee for High Speed Train Environment

  • Moon, Sangmi (School of Electronics & Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Kim, Bora (School of Electronics & Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Malik, Saransh (School of Electronics & Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Kim, Daejin (School of Electronics & Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Kim, Cheolsung (School of Electronics & Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Hwang, Intae (School of Electronics & Computer Engineering, Chonnam National University)
  • 투고 : 2013.06.10
  • 발행 : 2013.10.25
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초록

무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)는 철도분야에서 효율적인 관리와 유지보수라는 측면에서 적용되어 사용되고 있다. 하지만 저속 철도 환경에서 사용되고 있는 현재의 IEEE 802.15.4/ZigBee 기반 센서 통신 기술을 차세대 고속철도에서 적용하기에는 열악한 무선 채널 환경에 노출되어 있다. 본 논문에서는 고속 철도 환경에 적합한 센서 통신 알고리즘을 제안한다. 에러율 및 전송률 향상을 위해 IEEE 802.15.4/ZigBee 기반 개선 알고리즘인 Equalizer, MIMO(Multiple Input Multiple Output), Flexible SF(Spreading Factor) 및 Modulation을 사용한다. 또한 IEEE 802.15.4/ZigBee 표준의 2.4GHz 대역 물리계층에서 각 알고리즘에 대한 성능을 비교 분석한다. 모의실험 결과, 제안한 알고리즘을 통해 기존 시스템보다 에러율 및 전송률이 향상 된 것을 볼 수 있다.

Wireless Sensor Network (WSN) is used in the railway field in terms of efficient management and maintenance. Sensor communication technology based on IEEE 802.15.4/ZigBee is used in low speed train. However, it is difficult to apply in the high speed train that exposed to severe wireless channel environments. In this paper, we propose the sensor communication algorithm for high speed train environment. we improve error rate and throughput using Equalizer, Multiple Input Multiple Output (MIMO), Flexible Spreading Factor (SF) and Modulation. Also, we have analyzed the performance of the IEEE 802.15.4/ZigBee based on the standard of physical layer of 2.4GHz band in each algorithms. Simulation results show that proposed algorithms can improve error rate and throughput of conventional system.

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참고문헌

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