Contention/Collision Mitigation Scheme in IEEE 802.15.4 Mesh Sensor Networks

This paper address a new scheme that alleviates the packet collision problem caused by contentions among nearby coordinators (CNs) in IEEE 802.15.4 meshed sensor networks. In existing studies, the number of retransmissions is reduced by adjusting the proper backoff period (BP) of sensor nodes, or unnecessary energy consumption is diminished by increasing channel utilization efficiently based on traffic load. In contrast, the proposed scheme avoids contentions among nearby CNs, thereby it enhances the energy efficiency of sensor nodes. To achieve this, the proposed scheme separates the starting points of CNs' contention periods and reduces contentions and collisions among overlapping CNs. According to our simulation results, the proposed scheme shows improved performance in terms of energy consumption, throughput, the number of collisions, and average delay for all conditions.

IEEE 802.15.4 메쉬 센서 네트워크에서의 경쟁 및 충돌 완화 기법

본 논문은 IEEE 802.15.4 기반 메쉬 센서 네트워크 환경에서 인접 코디네이터 간 발생할 수 있는 패킷 충돌 문제를 완화하는 기법을 다룬다. 기존 연구에서는 센서 노드의 backoff period (BP)를 적절하게 조절하여 재전송 횟수를 줄이거나, 트래픽 부하에 따라 채널 활용도롤 효율적으로 높임으로써 불필요한 에너지 소모를 줄이고자 하였다. 기존 연구와 달리 제안 기법에서는 인접 코디네이터 사이의 경쟁을 회피하여 센서 노드의 에너지 효율성을 향상시키고자 한다. 이를 위해 제안하는 기법에서는 인접 코디네이터들의 경쟁 구간 시작 시점을 분산시켜 코디네이터 간에 발생하는 경쟁 및 패킷 충돌을 완화하였다. 시뮬레이션을 이용한 성능 평가를 통해 제안하는 기법이 에너지 소모 측면에서 보다 효율적일 뿐만 아니라 충돌 발생 정도, hroughput, 전송 지연 등 다양한 측면에서 그 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.