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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10005307&local_id=10001623
무선 센서망에서 다중전송율을 지원하는 하이브리드 링크계층 프로토콜
Reports NRF is supported by Research Projects( 무선 센서망에서 다중전송율을 지원하는 하이브리드 링크계층 프로토콜 | 2004 Year | 임재성(아주대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00028
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2005년 01월 02일
Year type 결과보고
Year(final report) 2005년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구에서는 CSMA와 TDMA로 조합되는 Hybrid MAC 프로토콜을 제안하였다. 제안하는 MAC 프로토콜은 IEEE 802.15.4 MAC과 같이 CSMA 구간과 TDMA 구간이 물리적으로 분리되는 구조가 아니라 TDMA 구간에서도 CSMA 방식의 매체접근이 가능하고 또한 역으로 CSMA 구간에서도 TDMA 방식의 매체접근이 가능한 새로운 개념의 Hybrid MAC 프레임 구조를 갖는다. 특별히 제안하는 기법은 CSMA 방식의 노드들도 TDMA 방식으로 구동되기 때문에 근본적으로 CSMA 방식의 경쟁적 매체접근 방식에 의한 과다한 전력소비 특성을 크게 줄일 수 있다. 또한 예약된 TDMA 타임 슬롯 채널을 동시에 다른 노드들이 접속할 수 있기 때문에 TDMA 구간에서 Idle Slot이 발생할 경우에 자연스럽에 재사용할 수 있는 장점이 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안하는 Hybrid MAC 프로토콜의 성능을 평가하였다.
  • English
  • In this paper we propose a hybrid MAC protocol by combining CSMA and TDMA. The proposed MAC protocol has a new feature that can be accessed by both of CSMA and TDMA in a same time interval unlike the IEEE 802.15.4 MAC which is physically separated between CSMA and TDMA time intervals. The proposed MAC protocol can reduce power consumption of sensor networks because the sensor nodes are operated based on TDMA. Moreover the proposed MAC has an advantage of reusing idle TDMA slots even though any reserved nodes do not access their reserved time slots. Through computer simulations we have evaluated the performance of the proposed hybrid MAC protocol.
Research result report
  • Abstract
  • 최근 무선 센서망과 관련하여 진행 되고 있는 국제표준중에서 저전력 (Low-Power), 저복잡성 (Low-Complexity), 저비용 (Low- Cost) 특성을 지닌 자율적인 네트워크를 구성할 수 있는 Wireless Networking Protocol 기술을 제안한 IEEE 802.15.4 표준이 주목된다. IEEE 802.15.4 표준에서는 TDMA와 CSMA를 결합한 Hybrid MAC 프레임 구조를 기반으로 각각의 센서 노드가 자기 중심에서 최소의 에너지 소비만으로도 통신이 가능하도록 접속 제어를 하고 있다.
    본 연구에서도 CSMA와 TDMA로 조합되는 Hybrid MAC 프로토콜을 제안하였다. 그러나 IEEE 802.15.4 MAC 프레임 구조와는 달리 CSMA구간과 TDMA 구간이 물리적으로 분리되는 구조가 아니라 TDMA 구간에서도 CSMA 방식의 매체접근이 가능하고 또한 역으로 CSMA 구간에서도 TDMA 방식의 매체접근이 가능한 새로운 개념의 Hybrid MAC 프레임 구조를 제안한다. 특별히 제안하는 기법은 CSMA 방식의 노드들도 TDMA 방식으로 구동되기 때문에 근본적으로 CSMA 방식의 경쟁적 매체접근 방식에 의한 과다한 전력소비 특성을 크게 줄일 수 있는 특징을 갖는다. 또한 예약된 TDMA 타임 슬롯 채널을 동시에 다른 노드들이 접속할 수 있기 때문에 TDMA 구간에서 Idle Slot이 발생할 경우에 자연스럽에 재사용할 수 있는 장점이 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안하는 Hybrid MAC 프로토콜의 성능을 평가하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구에서는 에너지 효율적인 무선 센서 MAC 프로토콜로 가상 슬롯 기반 다중 접근 방식을 제안하였다. 에너지 효율성이 가장 중시되는 무선 센서망 환경에서 경쟁기반 다중 접근 방식은 충돌, overhearing 등으로 인한 에너지 낭비가 극심하므로 실제 도입에 많은 문제가 있다. 따라서 다중 접근 방식에서의 경쟁 기반 특성을 줄이고 센서 노드의 수면 시간을 늘리기 위한 TDMA (Time Division Multiple Access)의 시간슬롯 할당 개념을 도입하여 트래픽을 전송하는 센서 노드에 가상 슬롯을 할당하였다. 각 센서 노드들은 가상 슬롯을 할당받아 충돌 없이 데이터를 전송할 수 있고 가상 슬롯이 소유자에 의해 사용되지 않더라도 다른 센서 노드들에 의해 사용될 수 있는 특성을 부여하여 채널 사용의 효율성을 높일 수 있었다.
    현재까지 개발된 무선 센서망 기술은 초기단계를 벗어나 점차적으로 진화하는 단계에 이르렀다. 따라서 이제는 저속뿐만이 아니라 고속전송도 지원할 수 있는 무선 센서망 표준화가 본격적으로 진행될 것이다. 이러한 환경에서는 특히 MAC 프로토콜의 역할이 보다 중요한 기술 요소가 되고 동시에 다른 기술 요소들의 기반 기술이 되기 때문에 여기서 더욱 발전시킨 프로토콜이 개발된다면, 본 역구에서 고안한 무선 센서망 기술은 앞으로 다가올 유비쿼터스 네트워크의 중요한 부분을 담당할 수 있을 것이다.
  • Index terms
  • Wireless Sensor Network, Hybrid Multiple Access Protocol
  • List of digital content of this reports
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