Partitioned Contention Access Mechanism to Enhance the Performance of IEEE 802.15.4 MAC Layer

In IEEE 802.15.4 beacon-enabled mode, performance decreases as the number of devices competing in the contention access period(CAP) increases. In this letter, we propose partitioned contention access mechanism(PCAM) to compensate performance degradation. In PCAM, the PAN coordinator divides CAP into two sub-periods and activity of devices is delimited in their assigned sub-periods. Since PCAM reduces the number of devices which compete at the same time by half, collision probability between transmitted frames can be reduced. In addition, devices can save their power consumption because PCAM shorten the duration that devices stay in active state into half. We perform simulations to compare the performance of PCAM with that of the IEEE 802.15.4 standard. From the result, PCAM yields better performance than IEEE 802.15.4 standard.

IEEE 802.15.4 MAC 계층의 성능 향상을 위한 분할 경합 접근 방식

본 논문은 IEEE 802.15.4 beacon-enabled 모드의 경합 접근 구간(CAP: Contention Access Period)에서 단말수의 증가에 따른 성능 저하를 개선하기 위해 분할 경합 접근 방식(PCAM: Partitioned Contention Access Mechanism)을 제안한다. 분할 경합 접근 방식에서 PAN 코디네이터는 사용 가능한 전체 경합 접근 구간을 같은 크기의 두 개의 소구간으로 나눈다. 단말은 자신이 소속된 소구간에서만 전송을 위해 서로 경쟁한다. 이와 같은 방법으로 분할 경합 접근 방식은 경쟁하는 단말의 수를 반으로 줄여 전송 프레임의 충돌을 감소시키고 경쟁 시간을 반으로 줄여 단말의 전력 소모를 줄이는 특징을 가진다. 본 논문에서는 분할 경합 접근 방식과 기존 IEEE 802.15.4 표준의 접근 방식과의 성능을 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 정규화 수율 및 에너지 효율 측면에서 분할 경합 접근 방식이 기존의 방식보다 좋은 성능을 가짐을 확인하였다.