Terminal Characteristics-Based IP Paging Strategy with Low Power Consumption for Wireless Sensor Networks

IP paging strategy, one of the solutions for derived problems in IP mobility support protocol, reduces the messages and the overheads over the network, since there is not registration procedure when a mobile terminal moves into a new router within the same paging area. However, the fact that the mobile terminals with the previous strategy consume electrical power continuously for paging signal reception obstructs the application of IP paging strategy to the IP-based wireless sensor networks. In this paper, we propose a discontinuous paging reception strategy based on the characteristics of the wireless sensor networks and their mobile terminals. As a result of the mathematical analysis, the proposed strategy significantly reduces the terminals' power consumption. In addition, by setting the relating parameters as appropriate values, the proposed strategy can be switched to the continuous reception strategy, or can be adjusted to limit the terminals' power consumption or paging delay.

무선 센서 네트워크에 적합한 단말 특성 기반 저전력형 IP 페이징 기법

무선 IP 네트워크에서 단말의 이동성 지원 방법의 문제점을 해결하기 위한 기존의 IP 페이징 기법은 페이징 영역내의 라우터를 이동하는 idle 상태의 이동단말이 등록을 수행하지 않아 등록 메시지와 오버헤드를 감소시키는 효과가 있다. 하지만, 최근 IP 기반 무선 센서 네트워크에 대한 연구와 구현이 활발한 시점에서 IP 페이징 기법을 이러한 환경에 바로 적용할 경우 지속적인 페이징 신호 수신 시도로 인하여 이동단말이 전력을 과도하게 소비한다는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이를 해결하고자 센서 네트워크와 이동단말의 특징을 이용한 가변적 페이징 주기에 근거한 동기화된 간헐적 페이징 수신 기법을 제안한다. 수학적 분석의 결과는 제안하는 방법에서 이동성과 페이징 영역 내의 라우터의 개수가 감소할수록 단말의 전력 소모가 현저히 감소함을 보여준다. 또한 제안하는 방법에 사용된 파라미터를 조정함으로써 기존의 연속적 페이징 수신 기법으로의 전환은 물론 이동단말의 전력 소비 정보 및 간헐적 페이징 수신 기법으로 인한 지연 등을 조정할 수 있어 IP 기반의 무선 센서 네트워크에 효과적으로 적용될 것으로 기대된다.