An MAC Protocol Design in Minimizing of Data Transmission Delay for Wireless Sensor Networks

센서 네트워크에서 데이타 전송 지연을 최소화하는 MAC 프로토콜의 설계

The effective power consumption is the primary issue in a sensor network which consists of the sensor nodes with limited battery power. So, most of the MAC protocols in sensor networks have been designed with the consideration of energy efficiency. Generally, these protocols make use of the listen and sleep mode periodically. However, this approach inevitably causes a long transmission delay on the data forwarding path, which is mainly resulted from the sleep time of the receiver node. This paper deals with a design of DT-MAC(Data Transmission centric MAC) protocol, with minimizes the data transmission delay while it forces each node to consume its energy efficiently. Thus, a node received a packet converts its remained sleep time to the pseudo_listen time, in which the node is able to transmit a packet. With benefit of the pseudo_listen period, the data transmission delay along with the data forwarding path will be shortened as much as it possible. Therefore, DT-MAC protocol is very suitable to the various applications which require a real time sensing data such as disaster and fire alarm.

배터리를 기반으로 동작하는 센서 노드들로 구성된 센서 네트워크(S두낵 Network)는 에너지의 효율적인 사용이 가장 큰 이슈이다. 센서 네트워크의 MAC 프로토콜도 에너지 효율성을 고려하여 설계되고 있으며, 일반적인 접근방법은 listen/sleep 모드를 주기적으로 반복하는 것이다. 그러나, 데이터 전송과정에서 수신 노드의 Sleep으로 인하여 즉시 다음 이웃 노드로 데이터를 전송할 수 없는 데이터 전송지연이 필연적으로 발생한다. 본 논문은 에너지 효율성을 고려하면서 데이터 전송지연을 최소화하는 DT-MAC(Data Transmission Centric MAC)을 제안한다. DT-MAC에서 데이터를 수신한 수신 노드는 데이터 수신과 연관된 sleep 모드 중 잔여 sleep 기간을 데이터 전송이 가능한 pseudo_listen 기간으로 전환한다. pseudo_listen 기간에서는 데이터 전송이 가능하므로 sleep 모드로 인한 데이터 전송지연을 가능한 최소화 할 수 있다. 따라서 DT-MAC은 에너지 효율성을 제공하면서 재난 및 화재 경보와 같은 실시간 센싱 데이터를 요구하는 센서 네트워크의 응용에 적합한 MAC 프로토콜이다.