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밀집된 무선센서네트워크를 위한 클러스터 기반의 멀티티어 MAC 프로토콜
Cluster Based Multi-tier MAC Protocol for Dense Wireless Sensor Network 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.16 no.2, 2011년, pp.101 - 111  

문지환 (동국대학교 컴퓨터 공학과) ,  장태무 (동국대학교 컴퓨터 공학과)

초록
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본 논문에서는 밀집된 무선센서네트워크에서 노드의 밀집도를 고려하고 에너지 효율적으로 동작하는 클러스터 기반의 새로운 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 인접노드의 밀집도가 높으면 발생하는 에너지 낭비 요인들을 줄이기 위해 클러스터 헤더가 인접 노드의 밀집도를 고려하도록 디자인 되었다. 클러스터 헤더가 인접노드의 밀집도를 파악하고 밀집도가 높을 경우 2개 이상의 티어로 분리하여 동작하도록 ACK 메시지를 수정하였다. 그리하여 같은 티어에 있는 노드들간의 통신을 하도록 구현하여 에너지 낭비요소를 줄이고 네트워크의 수명을 연장하였다. 본 논문에서는 NS-2 네트워크 시뮬레이터를 사용하여 기존의 MAC 프로토콜인 S-MAC과 비교하였으며, 패킷전송률, 처리량, 에너지 소모 부분에서 S-MAC보다 우수함을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A new MAC protocol, MT-MAC(Multi-Tier Medium Access Control) by name, is proposed for dense sensor networks. Depending on the density of nodes in a virtual cluster, the cluster header performs the splitting to several tiers in nodes of virtual cluster. MT-MAC split the tiers to use modfied-SYNC mess...

주제어

#무선 센서 네트워크   #밀집된 무선 센서네트워크   #에너지 효율성  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무선 센서 네트워크는 무엇인가? 무선 센서 네트워크는 컴퓨터 분야에서 굉장히 활발한 연구가 이뤄지고 있는 분야 중 하나이다. 무선 센서 네트워크는 애드혹 네트워크의 일종으로 미리 설치된 네트워크 기반시설 없이 작은 센서들로 동작하는 네트워크이다. 무선 센서 네트워크는 크게 다수의 일반 센서 노드와 하나 혹은 여러 개의 싱크 노드라고 불리는 노드들로 구성되어 있고 이 다수의 일반 센서 노드가 관심지역의 데이터를 수집하여 싱크 노드로 전송하는 형태의 네트워크를 말한다.
무선 매체를 통해 통신하는 무선 센서 노드는 무엇을 목표로 하고 있나? 무선 매체를 통해 통신하는 무선 센서 노드는 매우 작은 크기와 저렴한 비용으로 제작하는 것을 목표로 하고 있기 때문에 각각의 노드에 부착된 배터리의 용량은 매우 제한적이다. 또한 이 배터리는 일반적으로 재충전하거나 교체가 불가능하기 때문에 무선 센서 네트워크를 오랫동안 유지하며 사용하기 위해서는 에너지 효율적으로 동작하도록 설계 되어야 하며, 현재까지 효율적인 배터리 사용에 관한 끊임없는 연구가 이뤄지고 있다[1][2][3].
무선 센서 노드들의 4가지 기본적인 기능은 무엇인가? 무선 센서 노드들은 데이터수집 및 처리, 저장, 전송으로 총 4가지 기본적인 기능을 가지고 있다. 첫째 데이터 수집기능은 관심지역의 사물이나 환경을 감지하여 그로부터 사용자가 원하는 데이터를 수집하는 기능이며, 둘째 데이터 처리기능은 수집한 데이터를 사용자 어플리케이션이 원하는 형태로 처리하는 기능이다. 셋째로 처리한 데이터를 내장된 메모리에 저장할 수 있는 저장기능과 마지막으로 이렇게 처리와 저장이 끝난 데이터를 이웃 노드에게 전송하고 최종적으로 싱크 노드로 전송하는 통신기능을 갖추고 있다. 이러한 4가지 기본 기능을 가진 센서들이 마치 작은 먼지처럼 사용자가 원하고자 하는 곳에서 동작하기 때문에 흔히 스마트 더스트(smart dust)라고 일컫는다[1][2].
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참고문헌 (14)

  1. I. Akyilidiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, and E Cayirci, "A survey on sensor networks," IEEE Communications magazine, vol.40, pp.102-116, Aug. 2002. 

    상세보기

  2. I. Demirkol, C. Ersoy, and F. Alagoz, "MAC Protocols for Wireless Sensor Networks: a Survey," IEEE Communications Magazine, 2006 

  3. W. Ye and J Heidemann, Wireless Sensor Networks, ch "Medium Access Control in wireless sensor networks," Kluwer Academic Publishers, 2004. 

  4. Wei Ye and John Heidemann, "Medium Access Control in wireless sensor networks," Kluwer Academic Publishers, 2004 

  5. W. Ye, J. Heidemann and D. Estrin, "An energy-efficient mac protocol for wireless sensor networks," in the Proceedings of the IEEE Infocom, New York, NY, June 2002, IEEE, New York, 2002, pp. 1567-1576. 

  6. T. Dam, K. Langendoen, "An Adaptive Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks," Proc. of SenSys 2003, Los Angeles, California, 2003. 

  7. A. El-Hoiydi and J.-D. Decotignie, "WiseMAC: An Ultra Low Power MAC Protocol for the Downlink of Infrastructure Wireless Sensor Networks," in the Proceedings of the Ninth IEEE Symposium on Computers and Communication, ISCC''04, pages 244-251, Alexandria, Egypt, June 2004. 

  8. J. Polastre, J. Hill, and D. Culler, "Versatile low power media access for wireless sensor networks," in the Proc. of the 2nd ACM Conf. on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys 2004), Baltimore, MD (2004) pp. 95-107 

  9. M. Buettner, G. V. Yee, E. Anderson, and R. Han, "X-MAC: A Short Preamble MAC Protocol For Duty-Cycled Wireless Sensor Networks," The Fourth ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys 2006) 

  10. I. Ree, A. Warrier, M. Ais, J. Min, "Z-MAC: a hybrid MAC for wireless sensor networks," IEEE/ACM Transactions on Networking Volume 16 , Issue 3, June 2008 

    상세보기

  11. The network simulator: http://www.isi.edu/nsnam/ns/ 

  12. K. Langendoen, A. Baggio, O. Visser, "Murphy loves potatoes: Experiences from a pilot sensor network deployment in precision agriculture," Proc. of the 14th Int. Workshop on Parallel and Distributed Real-Time Systems (WPDRTS), Rhodes, Greece (2006) 

  13. Seong Cheol Kim, Hyung jue Kim, "A MAC Protocol Considering Traffic Loads Information For a Clustered Wireless Sensor Networks," Journal of the Korea Society of Computer and Information, Vol. 14, No. 3, pp. 113-119, Mar. 2009. 

  14. Seong Cheol Kim, Dong Min Kim, "A Hybrid MAC Protocol for Wireless Sensor Networks Enhancing Network Performance," Journal of the Korea Society of Computer and Information, Vol. 13, No. 2, pp. 177-183, Mar. 2008. 

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