USN(Ubiquitous Sensor Networks)에서 IEEE802.15.4를 위한 적응형 비컨 스케줄링 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 위에서 언급한 PAN 통신방식중에 하나인 IEEE802.15.4의 통신방식을 살펴보고 지능형 홈 등 USN환경에 최적화 하기위한 MAC 계층의 비콘주기를 결정하는 알고리즘을 제안하고자 한다. 물론 비콘주기의 결정을 에플리케이션 레벨에서 조정이 가능할 수도 있으나 layer 2에서 자동적으로 조정되는 것이 불필요한 리소스 낭비를 줄일 수 있기 때문에 효과적이다.

현재 발표된 IEEE802.15.4의 MAC 스펙은 크게 Beacon방식과 Beaconless방식으로 크게 나누어 질 수 있다. Beaconless방식은 각 디바이스들의 전송횟수가 극히 적은 환경에 적합하며, Beacon방식은 주기적인 데이터 전송환경에 유리하다. 지능홈 환경에서는 Beacon방식의 적용이 타당하다고 생각되어지나, Burst Packets increase의 경우나 USN(Ubiquitous Sensor Networks)에 있는 많은 장비들간 데이터 흐름의 급격한 변화에는 취약점을 가지고 있다. 왜냐하면, 비콘주기는 predetermination 되므로 해당주기의 변화는 가변적인 데이터의 흐름을 고려하지 못하게 된다. 이렇게 되면 데이터를 보내고자하는 디바이스들은 전송지연에 따른 정보손실의 문제를 가져오며 전체 네트워크의 성능에 문제를 가져올 수 있다.

이러한 문제를 해결하기위해 본 논문에서는 전송되는 데이터 흐름의 양을 고려하여 비콘 주기가 결정되는 방식을 제안하고자 한다. 트랙픽량이 현격히 증감하는 경우 자동(autonomic)적으로 비콘주기에 변화를 주어 전송되는 데이터의 흐름을 보장하면서도 전체적인 에너지 효율은 비콘에 의한 Duty rate를 최적화함으로써 네트워크 성능을 트랙픽 상황에 맞도록 리엔지니어링 하는 것이다.