Multi channel reservation scheme for underwater sensor network

수중 센서 네트워크에서 다중 채널 예약방법

In the RTLS(Real Time Location Based System), in case of existing a number of moving target, extremely complecated data flow is can be occurred. In the network where single gateway exists, various data which was collected from sensor node is transmitted along the simple route as time goes by. In case of multi-gateway configuration, the collected data is transmitted through diverse routes rather than simple route. This kind of data causes jams on nodes and this brings down the performance of the network. Different from existing studies, in this thesis, MAC (Media Access Control) protocol which minimizes data collision between nodes and guarantees QoS(Quality of Service) is suggested, in order to communicate efficiently in multi-gateway underwater sensor network environment. In the suggested protocol, source node which wants to transmit data makes a channel reservation to a number of destination node using a RTS packet. Source node reserves a channel without collision, by scheduling CTS response time using expected delay information from neighbor nodes. Once the reservation is made, source node transmit data packet without collision. This protocol analyzes/estimates the performance compared to a method provided from existing studies via simulation. As a results of the analysis, it was comfirmed that the suggested method has better performance, such as efficiency and delay.

실시간 위치 인식 및 추적 시스템에서 다수의 이동노드가 존재하는 경우 매우 복잡한 데이터 흐름이 발생한다. 단일 게이트웨이가 존재하는 네트워크에서 센서 노드가 수집한 각 종 데이터는 시간이 경과함에 따라 일정한 경로를 따라 전송된다. 멀티게이트웨이가 존재하는 네트워크 구성에서는 수집된 데이터가 단순한 경로가 아닌 다양한 경로를 따라 전송된다. 이러한 데이터는 많은 노드에서 혼잡을 발생시켜 네트워크 성능을 크게 저하 시킨다. 본 논문에서는 기존의 연구와 달리 멀티 게이트웨이를 갖는 수중센서 네트워크 환경에서 효율적인 통신을 위하여 각 노드들 간의 데이터 충돌을 최소화하고 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜에서 데이터 전송을 원하는 소스 노드는 하나의 RTS 패킷을 이용하여 다수의 목적 노드와 한번에 채널 예약을 한다. 소스 노드는 이웃 노드와의 측정된 전파지연 정보를 이용하여 CTS 응답 시간을 스케쥴링(Scheduling) 함으로써 충돌 없이 채널을 예약한다. 예약이 완료된 후 소스 노드는 여러 목적 노드에서 순차적으로 DATA 패킷을 충돌 없이 전송한다. 제안된 프로토콜은 시뮬레이션을 통해 기존 연구에서 제안된 방법과 성능을 비교하고 결과를 분석 및 평가한다. 성능 비교 분석결과, 제안된 방법이 더 좋은 효율과 지여 등의 성능을 가짐을 확인하였다.