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무선 센서 네트워크를 위한 효율적인 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 MAC의 성능 분석
Performance of Asynchronous MAC with an Efficient Preamble Sampling Scheme for Wireless Sensor Networks

변강호   (한국항공대학교 정보통신공학과 응용네트워크 연구실UU0001478  ); 윤종호   (한국항공대학교 정보통신공학과 응용네트워크 연구실UU0001478  ); 김세한   (한국전자통신연구원, USN전송기술연구팀CC0186800  );
  • 초록

    무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜에서 에너지 효율성은 가장 중요한 이슈들 중 하나이다. 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜은 동기를 맞추기 위한 프로토콜 절차가 없기 때문에 프로토콜을 유지하기 위하여 사용하는 에너지 소모가 적다. 그러나 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 노드들은 동기를 맞추지 않고 각각 다른 시간에 깨어나서 자신에게 전송되는 데이터가 있는지 확인하기 때문에, 프리엠블 오버히어링이나 데이터 오버히어링이 발생하기 쉽다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 수신노드식별자와 페이로드의 길이정보를 수납한 짧은 프리앰블을 사용함으로써 주변노드의 오버히어링을 감소시킨 B-MAC++를 제안하였다. 그리고 기존의 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜들과 제안한 B-MAC++를 모의실험을 통하여 에너지소모 관점에서 평가 비교분석 하였다.


    On the wireless sensor network MAC protocols, one of main issues is energy enciency. Since several asynchronous wireless sensor network MAC protocols with short preamble sampling scheme can be operated without setting the timing synchronization among neighbor nodes, it consumes a little energy for maintaining protocols. However, each node encounters either preamble or data overhearing problem, because each node wakes up in a different time and must check whether the frame is being sent to itself or not. To solve this overhearing problem, we newly propose B-MAC++ that can reduce the overhearing energy consumption by using short preambles with destination address and payload length. from simulation results, we show that the proposed B-MAC++ has advantageous in terms of power consumption efficiency over other asynchronous wireless sensor network MAC protocols.


  • 주제어

    Wireless Sensor Network .   MAC .   Energy efficiency .   Preamble sampling .   Overhearing.  

  • 참고문헌 (10)

    1. J. Polastre, J. Hill and D. Culler, 'Versatile Low Power Media Access for Wireless Sensor Networks.', Proceedings of the 2nd International Conference on Embedded Networked Sensor Systems, pp. 95-107, Baltimore, USA, Nov. 2004 
    2. Michael Buettner, Gary Yee, Eric Anderson, Richard Han, 'Technical Report CU-CS-1008-06 (X-MAC: A Short Preamble MAC Protocol For Duty-Cycled Wireless Sensor Networks)', Department of Computer Science University of Colorado at Boulder, pp. 1-11, May 2006 
    3. Peng Lin, Chunming Qiao and Xin Wang, 'Medium Access Control With A Dynamic Duty Cycle For Sensor Networks', Proceedings of the IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), pp. 1534-1539, Atlanta, USA, Mar. 2004 
    4. Chipcon Inc, CC2420 data sheet, 87, 2004. http://www.chipcon.com 
    5. Marco Avvenuti, Paolo Corsinim Paolo Masci and Alessio Vecchio, 'Increasing the efficiency of preamble sampling protocols for wireless sensornetworks', Mobile Computing and Wireless Communications International Conference, Amman, Jordan, Sept. 2006 
    6. Muneeb Ali, Umar Saif, Adam Dunkels, 'Medium Access Control Issues in Sensor Networks', ACS SIGCOMM Computer Communication, pp. 33-36, Vol 36, No 2, Apr. 2006 
    7. ATMEL Corp, ATmega128/ATmega128L data sheet, 391, 2007. http://www.atmel.com 
    8. Wei Ye, John Heidemann, and Deborah Estrin. 'Medium access control with coordinated, adaptive sleeping for wireless sensor networks', IEEE/ACM Transactions on Networking, 12(3), pp.493-506, June 2004 
    9. T. V. Dam and K. Langendoen, 'An Adaptive Energy-Efficient MAC Protocol for Wire-less Sensor Networks', Proceedings of the 1st international conference on Embedded networked sensor systems, Los Angeles, USA, Nov. 2003 
    10. Amre El-Hoiydi and Jean-Dominique Decotignie, 'WiseMAC: An ultra low power MAC protocol for the downlink of infrastructure wireless sensor networks.', ISCC2004, the 9th IEEE International Symposium on Computers and Communications, Alexandria, Egypt, 28 June 2004 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Lee, Sung-Hun ; Hwang, Se-Wook ; Lee, Hyuk-Joon ; Lee, Hyung-Geun 2010. "Low Power MAC Protocol Design of an Efficient Preamble Exploiting Virtual Synchronization Scheme for Wireless Sensor Networks" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스, 35(b5): 762~770     

 저자의 다른 논문

  • 윤종호 (44)

    1. 1993 "FAST ETHERNET 프로토콜 : 100Mbits/S CSMA/CD 와 100BASE-VG" 정보통신 : 한국통신학회지 = The journal of the Korean Institute of Communication Sciences 10 (12): 91~102    
    2. 1994 "고속 LAN" 정보통신 : 한국통신학회지 = The journal of the Korean Institute of Communication Sciences 11 (2): 90~112    
    3. 1994 "IP용 서비스 요청 처리방식의 성능 분석" 한국통신학회논문지 = The journal of the Korean institute of communication science 19 (7): 1321~1334    
    4. 1996 "고속 이더넷(Fast Ethernet) LAN프로토콜 기술" 정보통신 : 한국통신학회지 = The journal of the Korean Institute of Communication Sciences 13 (3): 112~122    
    5. 1996 "ATM/LAN 연동장치의 동적대역할당 방식에 대한 성능해석" 한국통신학회논문지 = The journal of the Korean institute of communication science 21 (12): 3132~3143    
    6. 1997 "프레임 릴레이망에서의 DE 비트를 사용하는 혼잡제어 방식의 성능해석에 관한 연구" 한국통신학회논문지 = The journal of the Korean institute of communication science 22 (9): 2027~2034    
    7. 1997 "LAN의 이용과 발전방향" 정보화사회 119 (): 19~20    
    8. 1998 "무선 이동통신 교환시스템에서 타임아웃(timeout)큐를 적용한 호 처리 방식의 성능해석에 관한 연구" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 2 (1): 59~70    
    9. 1999 "자바를 이용한 인터넷 웹 방식의 항공기 자동감시시스템의 개발" 한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology 3 (2): 132~138    
    10. 2000 "고속 라우터를 위한 Drop-tail방식의 공정한 대역할당 알고리즘" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 25 (a6): 910~917    

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