Journal of Internet of Things and Convergence (사물인터넷융복합논문지)

The Korea Internet of Things Society (한국사물인터넷학회)
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Regionalized TSCH Slotframe-Based Aerial Data Collection Using Wake-Up Radio

Wake-Up Radio를 활용한 지역화 TSCH 슬롯프레임 기반 항공 데이터 수집 연구

  • 권정혁 (한림대학교 스마트컴퓨팅연구소) ;
  • 최효현 (인하공업전문대학 컴퓨터정보과) ;
  • 김의직 (한림대학교 소프트웨어학부)
  • Received : 2022.02.14
  • Accepted : 2022.04.06
  • Published : 2022.04.30
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Abstract

This paper presents a regionalized time slotted channel hopping (TSCH) slotframe-based aerial data collection using wake-up radio. The proposed scheme aims to minimize the delay and energy consumption when an unmanned aerial vehicle (UAV) collects data from sensor devices in the large-scale service area. To this end, the proposed scheme divides the service area into multiple regions, and determines the TSCH slotframe length for each region according to the number of cells required by sensor devices in each region. Then, it allocates the cells dedicated for data transmission to the TSCH slotframe using the ID of each sensor device. For energy-efficient data collection, the sensor devices use a wake-up radio. Specifically, the sensor devices use a wake-up radio to activate a network interface only in the cells allocated for beacon reception and data transmission. The simulation results showed that the proposed scheme exhibited better performance in terms of delay and energy consumption compared to the existing scheme.

본 논문은 Wake-up radio를 활용한 지역화 Time Slotted Channel Hopping (TSCH) 슬롯프레임 기반 항공 데이터 수집 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 무인항공기가 대규모 서비스 영역 내 배치된 센서 기기들의 데이터를 수집할 때 소요되는 지연 시간 및 소모 에너지를 최소화하는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 제안 기법은 서비스 영역을 다수의 지역으로 분할하고, 각 지역 내 센서 기기들이 요구하는 셀의 수에 따라 지역별로 TSCH 슬롯프레임의 길이를 결정한다. 이후, 각 지역 내 센서 기기들의 ID를 활용하여 TSCH 슬롯프레임 내 데이터 전송 전용 셀을 할당한다. 에너지 효율적인 데이터 수집을 위해, 센서 기기는 Wake-up radio를 활용한다. 구체적으로, 센서 기기는 Wake-up radio를 활용하여 비콘 수신 및 데이터 전송을 위해 할당된 셀에서만 네트워크 인터페이스를 활성화한다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법이 기존 기법 대비 지연 시간 및 에너지 소모 측면에서 더 우수한 성능을 가지는 것을 보여주었다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2018년도 정부 (교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임 (NRF-2018R1D1A1B07049577). 이 논문은 2020년도 정부 (교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임 (No. 2020R1I1A3052733). 이 성과는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (No. 2021R1C1C2095696).

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