무선 멀티미디어 센서 네트워크에서의 신뢰성 있는 비동기적 이미지 전송 프로토콜

Abstract

최근 하드웨어의 발달로 무선 센서네트워크를 이용하여 멀티미디어 데이터를 수집하기 위한 멀티미디어 센서네트워크에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 멀티미디어 데이터들은 텍스트 형태의 데이터들에 비해 크기가 매우 크며 데이터를 구성하는 일부의 패킷이 손실되면 전체 데이터가 쓸모가 없어지는 경우가 많아 데이터간 관련성이 매우 크다. 따라서 멀티미디어 데이터를 전송하기 위해서는 신뢰성이 보장되어야만 한다. 하지만 기존의 텍스트 기반 데이터를 위한 전송프로토콜들은 대부분 신뢰성보다는 네트워크의 효율성을 목적으로 연구되어져 멀티미디어 데이터를 전송하기에 적합하지 않다. 본 논문에서는 센서네트워크에서의 신뢰성 있는 비동기적 이미지 전송 프로토콜인 RAIT를 제안한다. RAIT는 네트워크 혼잡으로 인한 패킷 손실을 방지하기 위하여 노드간 이미지 전송시 이중 슬라이딩 윈도우 기법을 적용한다. 노드간 통신장애로 인한 패킷 손실을 방지하기 위한 수신큐를 위한 슬라이딩 윈도우뿐만 아니라 혼잡으로 인한 패킷손실이 발생하는 전송큐를 위한 슬라이딩 윈도우를 통하여 이미지 전송의 신뢰성을 보장한다. 상위노드는 하위노드들을 이미지별로 비선점형으로 스케즐링하여 패킷손실을 없애면서 노드간 형평성을 높인다. 이중슬라이딩 윈도우를 구현하기 위하여 RAIT에서 라우팅 레이어와 큐 레이어를 제어하도록 하는 크로스레이어 기법을 적용한다. 실험을 통하여 RAIT가 기존 프로토콜에 비해 신뢰성 있게 이미지 전송을 보장함을 보인다. Recently, the advance of multimedia hardware has fostered the development of wireless multimedia sensor network which is able to ubiquitously obtain multimedia content such as image or audio from the environment. The multimedia data which has several characteristics such as large size and correlation between the data requires reliability in transmission. However, the existing solution which take the focus on the efficiency of network mainly, is not appropriate to transmit the multimedia data. In the paper, we proposes a reliable asynchronous image transfer protocol, RAIT. RAIT applies double sliding window method in node-to-node image tansfer to prevent the packet loss caused by network congestion. The double sliding window consists of one sliding window for the receiving queue, which is used for prevention of packet loss caused by communication failure between nodes and the other sliding window for the sending queue which prevents the packet loss caused by network congestion. the routing node prevents the packet loss and guarantees the fairness between the nodes by scheduling the packets based on the image non-preemptively. The RAIT implements the double sliding window method by cross layer design between RAIT layer, routing layer, and queue layer. The experiment shows that RAIT guarantees the reliability of image transmission compared with the existing protocol.