Abstract
In this paper, a parallel backoff delay procedure on multiple IEEE 802.15.4 channels and a channel searching method considering the frequency spectrum of WiFi traffic are studied for IEEE 802.15.4 nodes to avoid the interference from WiFi traffic. In order to search the channels being occupied by WiFi traffic, we analyzed the methods measuring the powers of adjacent channels simultaneously, checking the duration of measured power levels greater than a threshold, and finding the same periodicity of sampled RSSI data as the beacon frame by signal processing. In an wireless channel overlapped with IEEE 802.11 network, the operation of CSMA-CA algorithm for IEEE 802.15.4 nodes is explained. A method to execute a parallel backoff procedure on multiples IEEE 802.15.4 channels by an IEEE 802.15.4 device is proposed with the description of its algorithm. When we analyze the data measured by the experimental system implemented with the proposed method, it is observed that medium access delay times increase at the same time in the associated IEEE 802.15.4 channels that are adjacent each other during the generation of WiFi traffic. A channel evaluation function to decide the interference from other traffic on an IEEE 802.15.4 channel is defined. A channel searching method considering the channel evaluations on the adjacent channels together is proposed in order to search the IEEE 802.15.4 channels interfered by WiFi, and the experimental results show that it correctly finds the channels interfered by WiFi traffic.
이 논문에서는 IEEE 802.15.4 노드들이 WiFi 트래픽의 간섭을 피해 새로운 채널에서 동작하기 위해 다수의 IEEE 802.15.4 채널들에 대한 병렬적인 백오프지연과정과 WiFi 트래픽의 주파수 스펙트럼을 고려한 채널탐색방법에 연구되었다. WiFi 트래픽에 의해 점유되는 채널들을 탐색하기 위해, 인접한 채널들에 대한 전력을 동시에 측정하는 방법, 기준보다 큰 채널전력의 지속시간을 확인하는 방법, RSSI 샘플 데이터에 대한 신호처리로 비콘 프레임과 같은 주기성을 찾는 방법에 대해 분석되었다. IEEE 802.11 네트워크와 중첩된 무선채널에서 IEEE 802.15.4 노드들의 CSMA-CA 알고리즘의 동작에 대해서 설명하였다. 하나의 IEEE 802.15.4 장치로 다수의 IEEE 802.15.4 채널에 대해 병렬적으로 백오프지연과정을 수행하는 방법을 그 알고리즘의 설명과 함께 제안하였다. 제안된 방법이 구현된 실험시스템으로 측정된 데이터를 분석할 때, WiFi 트래픽이 발생될 때 이와 연관된 다수의 인접한 IEEE 802.15.4 채널에서 매체접근지연시간이 동시에 증가하는 것으로 관찰되었다. IEEE 802.15.4의 채널에서 다른 트래픽에 의한 간섭을 판단하기 위한 채널평가함수를 정의하였다. WiFi에 의해 간섭을 받는 IEEE 802.15.4 채널들을 탐색하기 위해 인접채널들에 대한 채널평가를 함께 고려하는 채널탐색방법을 제시하였고 실험결과는 WiFi에 의해 간섭이 일어나는 채널들을 올바르게 찾는 특성을 보인다.