The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

The Korea Contents Association (한국콘텐츠학회)
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Performance Modeling and Evaluation of IEEE 802.15.4 Collision Free Period for Batch Traffic

배치 트래픽 특성을 고려한 IEEE 802.15.4 비경합구간 성능 모델링 및 평가

  • 김태석 (배재대학교 경영학과) ;
  • 최덕현 (한국교통대학교 산업경영공학과)
  • Received : 2016.07.22
  • Accepted : 2016.08.17
  • Published : 2016.11.28
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Abstract

In this paper, we performed the analysis of transmission performance for Collision Free Period(CFP) supported by the low-power communication technology, IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control). For the analysis, periodic traffic, original service target of CFP, is considered and, according to the Quality of Service required, packet arrival pattern to MAC layer is categorized as batch and non-batch, and analysis on throughput, delay, and energy is performed for those patterns. On the basis of the obtained analysis, performance comparison with Collision Avoidance Period(CAP) is carried out for the health care applications that generate periodic traffic such as Pedometer, ECG, EMG. The evaluation confirms that CFP is more energy efficient for healthcare applications that generate periodic and time-critical traffic and moreover for the application with high bandwidth requirement CFP achieves up to 46% energy savings compared to CAP.

본 논문에서는 저전력 통신 기술인 IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) 프로토콜에서 지원하는 Collision Free Period(CFP)에서의 전송 성능 분석을 수행한다. 분석을 위해 CFP의 서비스 타겟인 주기적 트래픽을 고려하고 Quality of Service 요구사항에 따라 MAC 계층에 전달되는 패킷전달 형태를 batch와 non-batch로 구분하여 throughput, delay, energy 측면에서 성능을 분석한다. 도출된 분석 결과를 토대로 Pedometer, ECG, EMG와 같이 주기적인 트래픽을 생성하는 헬스케어 애플리케이션에 대해 Collision Avoidance Period(CAP)에서의 전송과 성능 비교를 수행한다. 성능 평가를 통해 헬스케어와 같이 주기적이며 time-critical 트래픽을 생성하는 애플리케이션은 CFP 전송이 에너지 효율적이며 대역폭 요구 사항이 큰 애플리케이션에서는 CAP 대비 최대 46%의 에너지가 절감됨을 확인하였다.

Keywords

References

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