무선 센서 네트워크의 실시간성과 에너지 효율을 고려한 IEEE 802.15.4의 전송 스케줄링 기법

Abstract

최근 무선 센서 네트워크를 활용한 자동화 시스템에 대한 관심이 높아짐에 따라 저전력 저비용 무선 통신 프로토콜이 주목을 받고 있으며, 데이터의 실시간성 보장과 무선 디바이스에서의 에너지 효율에 대한 요구가 증가 하고 있다.

저전력, 저비용 무선 통신 프로토콜 중 하나인 IEEE 802.15.4는 ZigBee, Wireless HART 등의 하위 계층을 구성하는 프로토콜로서, 무선 센서 네트워크에 적합한 프로토콜 중 하나로 알려져 있다. 특히 IEEE 802.15.4에서 지원하는 Guaranteed Time Slot(GTS)는 실시간 데이터 전송에 유용하게 사용될 수 있다. 하지만 IEEE 802.15.4의 한 프레임 안에서 GTS를 할당 받을 수 있는 디바이스 수가 7개를 초과 할 수 없기 때문에 그 사용이 제한적이며, 동시에 불필요한 GTS의 할당은 에너지 효율을 감소 시킨다는 단점을 갖는다.

본 논문은 IEEE 802.15.4의 단점을 보안하기 위한 데이터 전송스케줄링 기법을 제안한다. 데이터 전송 스케줄링 기법은 각 디바이스의 전송시간 할당 주기 및 전송 시점 결정 방법을 포함한다. 데이터 전송 스케줄링 기법에 따른 GTS 할당을 통하여 네트워크를 구성하는 각 디바이스의 실시간성을 보장하고, 동시에 불필요한 GTS 할당을 최소화 함으로써 에너지 효율을 향상 시킬 수 있다. 또한 효율적인 GTS 할당을 통하여 IEEE 802.15.4를 이용한 네트워크의 확장성을 증가 시킬 수 있다.