Abstract
WBAN (Wireless Body Area Network) is a network which is to consistently monitor body signals with implanted or attached sensor nodes. Especially, nodes that are used in medical services have to operate with low power consumption since they are hard to replace, and have to guarantee high data rate and low transmission delay for consistent signal monitor. In this paper, we propose an algorithm that aims to reduce transmission delay and power consumption, and guarantees stable throughput, by assuming the number of active nodes, and followed by dynamically adjusting the random access period and transmission possibilities in a superframe. The assumed number of active nodes may be incorrect since it only relies on the channel status of a previous superframe. Therefore, we assume the number of active nodes and define a pattern. And revise the number of the active nodes with the defined pattern. To evaluate the performance of the proposed algorithm, we have implemented a WBAN environment with the MATLAB. The simulation results show that the proposed algorithm provides better throughput, low power consumption, and low transmission delay when compared to the slotted ALOHA of the IEEE 802.15.6.
WBAN (Wireless Body Area Network)은 센서 노드를 신체에 삽입 또는 부착하여 생체 신호를 지속적으로 모니터링하기 위해 사용하는 네트워크이다. 특히 의료서비스에서 사용하는 센서 노드는 교체가 어렵기 때문에 배터리 전력 소비가 적어야하며, 지속적으로 생체 신호를 모니터링하기 위해서는 데이터의 높은 전송률과 짧은 전송지연 시간을 보장해야 한다. 본 논문에서는 액티브 노드 개수를 추정하여 슈퍼프레임 내 임의접근구간의 길이와 센서 노드의 데이터 전송확률을 동적 할당함으로써 전송지연시간과 에너지 소모량을 감소시키고 안정적인 처리량을 보장하는 알고리즘을 제안한다. 추정한 액티브 노드 수는 이전 슈퍼프레임의 채널상태에만 의존하기 때문에 잘못 추정될 가능성이 있다. 따라서 액티브 노드 개수를 추정하여 패턴을 정의한다. 그리고 슈퍼프레임의 임의접근구간 길이와 전송확률을 결정하기 위해 정의된 패턴을 이용하여 추정한 액티브 노드 개수를 보정한다. 제안하는 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 Matlab을 통해 WBAN과 동일한 환경을 구성하였다. 실험 결과, IEEE 802.15.6 표준의 Slotted ALOHA 방식과 비교한 결과 처리량은 향상되고 전송지연시간과 에너지 소모량은 줄어드는 것을 확인하였다.
