Transient Coordinator: 센서 네트워크 환경에서 비동기식 MAC 프로토콜을 위한 충돌해결 알고리즘

Abstract

일반적으로 비동기식 센서 네트워크 MAC 프로토콜들은 별도의 충돌회피 알고리즘을 사용하지 않기 때문에 동기식 MAC 프로토콜에 비해 충돌에 의한 성능 저하가 크게 나타난다. 본 논문에서는 충돌에 따른 비동기식 MAC 프로토콜의 성능 저하 문제를 최소화하기 위해 수신 노드가 충돌을 야기한 송신 노드들의 전송 순서를 제어하여 추가적인 충돌을 제거할 수 있는 Transient Coordinator (TC)를 소개한다. TC는 충돌을 감지한 수신 노드가 충돌을 일으킨 송신 노드들에 대한 정보를 수집하고 이를 이용하여 충돌이 발생하지 않는 전송 순서를 각 송신 노드에게 지정하는 방식을 사용한다. 송신 노드들은 지정된 순서에 따라 독점적인 채널 사용 권한을 얻으며 이를 통해 송신 노드간의 충돌을 회피할 수 있다. 시뮬레이션 결과에 대한 분석에 따르면 TC는 반복적인 충돌을 방지하여 그로 인해 낭비되는 시간과 대역폭을 줄일 수 있다. 또한, 이를 통해 기존의 비동기식 MAC 프로토콜에 비해 에너지 소비를 91.1% 줄일 수 있고 각 노드당 평균 데이터 처리량을 약 19.4% 증가시킬 수 있다. 이는 본 논문에서 제안하는 TC가 성능, 자원 활용 및 에너지 효율성 측면에서 기존의 random back-off 방식에 비해 더욱 효율적인 충돌 해결 알고리즘임을 증명한다.