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Elementary MAC Scheme Based on Slotted ALOHA for Wireless Passive Sensor Networks

무선 수동형 센서 망을 위한 Slotted ALOHA 기반의 기본적인 MAC 방식

  • Choi, Cheon Won (Department of Applied Computer Engineering, Dankook University) ;
  • Seo, Heewon (Department of Computer Engineering and Science, Graduate School, Dankook University)
  • 최천원 (단국대학교 응용컴퓨터공학과) ;
  • 서희원 (단국대학교 대학원 컴퓨터학과)
  • Received : 2016.02.28
  • Accepted : 2016.03.29
  • Published : 2016.04.25

Abstract

A wireless passive sensor network is a network which, by letting RF sources supply energy to sensor nodes, is - at least theoretically - able to live an eternal life without batteries. Due to the technological immaturity, however, a wireless passive sensor network still has many difficulties; energy scarcity, non-simultaneity of energy reception and data transmission and inefficiency in data transmission occurring at sensor nodes. Considering such practical constraints, in this paper, we propose an elementary MAC scheme supporting many sensor nodes to deliver packets to a sink node. Based on a time structure in which a charging interval for charging capacitors by using received and an acting interval for communicating with a sink node are alternately repeated, the proposed MAC scheme delivers packets to a sink node according to slotted ALOHA. In general, a contention-type scheme tends to exhibit relatively low throughput. Thus, we multilaterally evaluate the throughput performance achieved by the proposed MAC scheme using a simulation method. Simulation results show that the network-wide throughput performance can be enhanced by properly setting the length of acting interval.

무선 수동형 센서 망은 RF 소스가 센서 노드에게 에너지를 공급하여 적어도 이론적으로 배터리 없이 영원히 동작할 수 있는 망이다. 그러나 기술이 성숙하지 못하여 무선 수동형 센서 망은 아직 센서 노드에서 에너지의 희소성, 에너지 수신과 data 전송의 동시불가성, data 전송의 비효율성 등 많은 어려움을 안고 있다. 본 논문에서는 이러한 현실적 제약을 고려하여 여러 센서 노드가 하나의 싱크 노드에게 packet을 전달하기 위한 기본적인 MAC 방식을 제안한다. 수신한 에너지로 캐패시터를 충전하는 충전 구간과 싱크 노드와 통신하는 활동 구간이 번갈아 반복되는 시간 구조에 기초하여 제안하는 MAC 방식은 활동 구간 동안 slotted ALOHA를 따라 싱크 노드에게 패?을 전달한다. 일반적으로 경합형 방식은 throughput이 상대적으로 낮은 경향을 보인다. 따라서 모의 실험 방법을 이용하여 제안하는 MAC 방식의 throughput 성능을 다각도로 평가한다. 모의 실험 결과로부터 활동 구간의 길이를 적절히 설정하여 망 전체 throughput 성능을 높일 수 있음을 확인할 수 있다.

Keywords

References

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