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[국내논문] 수중 통신 시스템을 위한 가변 길이를 갖는 Slotted ALOHA
Slotted ALOHA with Variable Slot Length for Underwater Acoustic Systems 원문보기

한국통신학회논문지 = The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, v.41 no.1, 2016년, pp.104 - 106  

이준만 (School of Electrical Engineering, Korea University) ,  강충구 (School of Electrical Engineering, Korea University)

초록
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본 논문은 수중 채널에서 서로 상이한 전달 지연시간의 분포를 갖는 노드들이 혼재한 상황에서 랜덤 액세스 슬롯의 크기를 다르게 설정하여 랜덤 액세스 성능을 향상시키는 방법을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this letter, we consider a random access scheme for underwater acoustic network, in which a slotted ALOHA with variable slot length is designed to enhance the random access performance for the nodes with the varying propagation delay....

주제어

#Underwater acoustic network   #Slotted ALOHA   #Random access  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 서로 다른 동기화 성능, 즉 서로 다른 지연 시간의 분포를 갖는 노드들이 혼재한 상황에서, 랜덤 액세스 슬롯의 크기를 서로 다르게 두어 랜덤 액세스 성능을 향상시키는 방식을 제안하고, 그 성능 분석을 통해 최적 구조를 제시하고자 한다.

가설 설정

  • 본 논문에서는 분석의 단순성을 위하여 각 노드들의 지연 시간이 크거나 작은 두 가지 극단적인 상황을 고려한다. 즉, SSG에 속한 노드들의 지연시간은 상수 값으로 일정하다고 가정하고, LSP에 속한 노드들의 지연 시간 분포는 같은 분산 σ2을 갖는 가우시안 분포를 따른다고 가정한다[1].
  • 또한 수중 노드들의 개수는 충분히 많으며, 각 노드들의 도착율은 충분히 작다고 가정한다. 즉, 임의의 노드가 한 프레임 내에서 두 개 이상의 슬롯에서 랜덤 액세스 메시지를 전송할 확률은 무시할 만큼 작다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
랜덤 액세스 슬롯의 길이를 각각 무엇으로 구분하는가? 이때 노드의 상황에 따라 유연한 접속을 위해 랜덤 액세스 슬롯의 길이를 달리 둘 수 있도록 한다. 이를 위해 슬롯의 길이에 따라 해당 영역을 각각 Short Slot Period (SSP) 와 Long Slot Period (LSP)로 구분하고, 그 구간의 슬롯 길이를 각각 Tn와 Tm이라고 하자. 한 프레임 내에서 할당된 랜덤 접속 구간의 길이를 TRA이라고 고정하고, SSP와 LSP에서의 슬롯 개수를 각각 n 와 m 이라고 하면 다음을 만족한다.
접속하는 노드들의 그룹을 각각 무엇으로 구분하는가? 노드들은 지연 시간의 불확실성 정도에 따라 SSP 또는 LSP에서 랜덤 접속을 시도하며, 이때 각 구간을 접속하는 노드들의 그룹을 각각 Short Slot Group (SSG)와 Long Slot Group (LSG)라고 구분할 수 있다. 본 논문에서는 분석의 단순성을 위하여 각 노드들의 지연 시간이 크거나 작은 두 가지 극단적인 상황을 고려한다.
수중 기지국은 무엇을 할당하는가? 프레임의 앞 부분은 노드들이 상향 링크의 데이터 전송에 필요한 자원 요청을 위한 구간이며, 이를 위해 수중 노드들은 주어진 자원 중에서 임의로 선택하여 랜덤 액세스 메시지를 수중 기지국에 전송한다. 수중 기지국은 충돌 없이 랜덤 접속에 성공한 노드에게 자원을 할당해주며, 해당 노드들은 Data Period (DP)에서 데이터를 전송한다. 이때 노드의 상황에 따라 유연한 접속을 위해 랜덤 액세스 슬롯의 길이를 달리 둘 수 있도록 한다.
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참고문헌 (2)

  1. P. Mandal and S. De, "New reservation multi access protocols for underwater wireless ad hoc sensor networks," IEEE J. Oceanic Eng., vol. 40, no. 2, pp. 277-291, May 2014. 

  2. J. Liu, Z. Zhou, Z. Peng, J.-H. Cui, M. Zuba, and L. Fiondella, "Mobi-sync: Efficient time synchronization for mobile underwater sensor networks," IEEE Trans. Parall. Distrib. Syst., vol. 24, no. 2, pp. 406-416, Feb. 2012. 

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