A MAC Protocol Based on Adaptive Timeout for Energy Efficient Wireless Sensor Networks

에너지 효율적인 무선 센서 네트워크를 위한 적응형 Timeout 기반 MAC 프로토콜

In wireless sensor networks, each node generally uses a battery because it is hard to replace or charge. For this reason, study for life time prolongation of each node within the limited energy source has become an important issue. So many ways are suggested to minimize the energy consumption for each node, especially energy efficient MAC protocols have been studied actively. T-MAC of contention based MAC protocol is that added the adaptability on fixed duty cycle of S-MAC. T-MAC allocates the fixed timeout before each node goes to sleep mode from active mode. If no data exchanged in a timeout, each node goes to sleep mode. Because of the timeout is always fixed, the absence of data exchange in a timeout will cause unnecessary energy consumption. In this paper, in order to improve the energy efficiency, we propose a MAC protocol based on adaptive timeout that analyze the probability of the timeout, and provides the modified timeout.

무선 센서 네트워크에서 각 노드들은 일반적으로 자체 충전이 어려운 배터리를 전원으로 사용하고 배터리 방전시의 교체도 어렵기 때문에 제한된 에너지원 내에서의 각 노드들의 수명 연장을 위한 연구는 중요한 이슈가 되어 왔다. 그래서 각 노드들의 에너지 소비량을 최소한으로 하는 많은 방법들이 제안되었으며 특히 에너지 효율적인 MAC 프로토콜에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그 중 경쟁 기반 MAC 프로토콜인 T-MAC은 S-MAC의 고정된 듀티 사이클에 적응성을 추가한 프로토콜로서 각 노드가 활성 모드에서 수면 모드로 진입하기 전 고정된 timeout을 주게 된다. 이 고정된 timeout 내에서 송수신되는 데이터가 없으면 각 노드들은 수면 모드로 진입하게 되는데 timeout은 항상 고정되어 있기 때문에 송수신 되는 데이터가 없을 때에는 불필요한 에너지 소비를 발생시킨다. 본 논문에서는 확률적으로 timeout을 분석하고 확률에 따른 timeout을 제공하여 timeout 동안의 불필요한 에너지 소모를 줄임으로서 에너지의 효율을 높일 수 있는 적응형 timeout 기반 MAC 프로토콜을 제안한다.