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Mitigating Hidden Nodes Collision and Performance Enhancement in IEEE 802.15.4 Wireless Sensor Networks

IEEE 802.15.4 기반의 무선 센서네트워크에서 숨은노드 충돌 방지와 성능향상 기법

  • 안광훈 (충북대학교 정보통신공학과) ;
  • 김태준 (충북대학교 정보통신공학부)
  • Received : 2015.02.25
  • Accepted : 2015.05.07
  • Published : 2015.07.31

Abstract

IEEE 802.15.4 is the well-established standard enabling wireless connectivities among wireless sensor nodes. However, the wireless sensor networks based on IEEE 802.15.4 are inherently vulnerable to hidden nodes collision because the wireless sensor nodes have very limited communication range and battery life time. In this paper, we propose the advanced method of mitigating hidden nodes collision in IEEE 802.15.4 base wireless sensor networks by clustering sensor nodes according to channel quality information. Moreover, we deal with the problem of resource allocation for each cluster.

IEEE 802.15.4는 무선 센서노드들 사이의 연결을 가능하게 하는 대표적인 표준이다. 그러나 이 IEEE 802.15.4를 기반으로 하는 무선 센서네트워크는 기본적으로 숨은노드 충돌에 매우 취약하다는 약점을 갖고 있는데 이는 무선 센서네트워크 자체가 제한된 통신 반경과 짧은 배터리 수명을 갖고 있기 때문이다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 기반의 무선 센서네트워크에서 노드들의 클러스터링을 통한 숨은노드 충돌 회피 및 성능향상 기법을 제안하다. 이 방법에서 사용되는 클러스트링은 각각의 무선 센서노드들이 갖고 있는 채널 품질 정보를 바탕으로 수행된다. 그리고 클러스터에 어느 정도의 무선자원을 할당해야 하는 문제도 다룬다.

Keywords

References

  1. IEEE Std. 802.15.4-2011, Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), IEEE, Piscataway, N.J., 2011.
  2. I. Ho, S. Liew, "Impact of power control on performance of IEEE 802.11 wireless networks," IEEE Trans. Mobile Computing, Vol.6, No.11, pp.1245-1258, Nov., 2007. https://doi.org/10.1109/TMC.2007.1045
  3. A. Koubaa, R. Severino, M. Alves, et al., "Improving quality-of-service in wireless sensor networks by mitigating hidden-node collisions," IEEE Trans. Ind. Informat, Vol.5, No.3, pp.299-313, Aug., 2009. https://doi.org/10.1109/TII.2009.2026643
  4. H. W. Tseng, S. C. Yang, P. C. Yeh, et al., "A cross-layer scheme for solving hidden device problem in IEEE 802.15.4 wireless sensor networks," IEEE Sensors Journal, Vol.11, No.2, pp.493-504, Feb., 2011. https://doi.org/10.1109/JSEN.2010.2068287
  5. L. J. Hwang, S. T. Sheu, Y. Y. Shih, et al., "Grouping strategy for solving hidden-node problem in IEEE 802.15.4 LRWPAN," Proc. IEEE WICON', pp.26, 2005.
  6. K. Nishide, H. Kubo, R. Shinkuma, and T. Takahashi, "Detecting hidden and exposed terminal problems in densely deployed wireless networks," IEEE Trans. Wireless Commun., Vol.11, No.11, pp.3841-3849, Nov., 2012. https://doi.org/10.1109/TWC.2012.092712.100868
  7. J.-Y. Um, J.-S. Ahn, and K.-W. Lee, "Evaluation of the effects of a grouping Algorithm on IEEE 802.15.4 networks with hidden nodes," Journal of Commun. and Networks, Vol.16, No. 1, pp.81-91, Feb., 2014. https://doi.org/10.1109/JCN.2014.000011
  8. ns-2: The network simulator [Internet], http://www.isi.edu/nsnam.