저전력 센서 네트워트 상에서 LQI값에 따른 백오프횟수 적용 알고리즘

Abstract

최근 전 세계가 미래 지향적인 유비쿼터스 시대로 한걸음 더 나아가기 위해 물류, 유통, 군사, 방재를 비롯한 전 영역에 걸쳐 센서 네트워크 도입이 활발히 이루어지고 있다. 특히 홈네트워크나 빌딩사무자동화서비스와 같이 인간의 삶을 보다 윤택하고 편안하게 해주는데 센서 네트워크는 많은 부분을 차지한다. 그 중에서 삼성, 모토로라등이 협력하고 있는 ZIGBEE ALLIANCE에서 채택하고 있는 네트워크 하부 계층인 IEEE 802.15.4 LR-WPAN(Low Rate Wireless Personal Area Network)은 저속, 저전력, 저비용을 목적으로 설계되었다. 따라서 최근 에너지효율성에 관한 문제가 많은 연구 주제로 부각되고 있다. 특히 무선센서 네트워크의 경우 각 센서노드가 배터리로 작동하게 된다. 따라서 무선센서 네트워크에서 전력문제는 가장 큰 이슈이다. 본 논문은 LQI값을 통해 무선링크품질상태를 파악하고 CSMA/CA 경쟁방식에서 채널이 busy하다고 판단되어 Back-off를 시도하는 횟수를 Dynamic하게 조정함으로써 Traffic환경을 개선시키고 Energy의 낭비를 막음으로써 에너지 효율성을 증가시키기 위한 방법을 제안하였다. 즉 높은 트래픽상황에서 많은 노드들이 동시에 메시지를 보낸다고 가정하였을때, 서로 충돌이 나서 메시지를 보내지 못하고 다시 랜덤 Back-off를 통해 계속 CCA를 수행하게 될 때 최대 Back-off 횟수를 표준에서는 4번으로 정해져 있으나 트래픽 상황에 맞춰 이 횟수를 조정함으로써 노드가 불필요한 에너지를 소비하는 것을 막는데 초점을 두어 연구하였다.