Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
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A Scheme to Reduce the Transmission Delay for Real-Time Applications in Sensor Networks

센서 네트워크에서 실시간 응용을 위한 전송 지연 개선 기법

  • Published : 2007.08.31
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Abstract

Real-time applications in a wireless sensor network environment require real-time transmissions from sensing nodes to sink nodes. Existing congestion control mechanisms have treated congestion problems in sensor networks, but they only adjust the reporting frequency or the sending rate in intermediate nodes. They were not suitable for real-time applications from the transmission delays point of view. In this paper, we suggest a new mechanism that can reduce the transmission delay and can increase the throughput for real-time applications in sensor network. This mechanism classifies data on the real-time characteristics, processes the data maintaining the real-time characteristics prior to the other data such as the non real-time data or the data lost the real-time characteristics. A modified frame format is also proposed in order to apply the mechanism to IEEE 802.15.4 MAC layer. The simulation based on ns-2 is accomplished in order to verify the performance of the suggested scheme from transmission delay and throughput standpoints. The simulation results show that the proposed algorithm has a better performance specifically when It applies to the real-time applications in sensor networks.

센서 네트워크 환경에서 실시간 응용이 원활하게 동작하기 위해서는 센싱 노드에서부터 싱크 노드까지의 실시간 전송이 요구된다. 기존의 혼잡 제어 기 법들은 센서 네트워크에서 혼잡 문제를 해결하기 위한 방법들을 제안하였으나 보고주기를 변경하거나 중간노드에서 전송을 억제하는 방식이므로 전송 지연 발생이 가능하여 실시간 센서네트워크 응용에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 실시간 데이터에 대해 전송 지연을 감소시키고 throughput을 증가시킬 수 있는 새로운 메커니즘을 제안하였다. 이 메커니즘에서는 데이터를 실시간성을 기준으로 분류하여 실시간성을 유지하고 있는 데이터를 우선 처리하고 실시간성을 잃은 데이터는 비실시간성 데이터와 함께 처리토록 하였다. 또한 본 논문에서 제안한 전송 지연 개선 기법을 IEEE 802.15.4 MAC 계층에 적용하기 위해 수정된 프레임 포맷도 함께 제안하였다. 또한 본 논문에서 제안한 기법을 적용하는 경우 전송지연 및 throughput 측면에서 어느 정도의 성능개선이 이루어지는지를 확인하기 위해 ns-2를 기반으로 시뮬레이션을 수행하였으며 본 논문에서 제안한 기법이 실시간성이 중요한 응용에 적용될 경우 기존의 기법에 비해 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.

Keywords

References

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