수직 분할 태스크 모델 기반의 IEEE 802.15.4 소프트웨어 구현과 성능평가

Abstract

IEEE 802.15.4의 물리계층은 저속, 저전력, 저가격 기반의 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)의 물리계층으로 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. IEEE 802.15.4에 대한 기존의 많은 이론 연구들은 저전력 무선네트워크 환경에서의 에너지효율성, 전송처리율, 전송신뢰성에 대한 거시적 이해와 안목을 제공하는 중요한 결과들을 산출하고 있다. 이 논문에서는 이러한 이론연구에 실환경 요소를 보완하기 위해 MAC(Medium Access Control) 소프트웨어 구조부터 실제 네트워크 기반 성능분석에 이르는 실험연구를 수행한다. 연구에서는 수직분할 모델의 네트워킹 스택의 MAC 계층 기능으로 IEEE 802.15.4 MAC 스택을 구현하고 이를 네트워킹 스택에 통합하여 시험 분석을 수행한다. 이 연구에서 도출한 네트워크 소프트웨어 모델과 실험결과는 향후 IEEE 802.15.4 MAC 소프트웨어의 구현과 실용적인 네트워크 스택 환경에서의 성능에 참고자료로 활용될 수 있다. IEEE 802.15.4 is one of the most widely adopted physical layer standards in the area of LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network). Numerous previous researches have contributed to deep insights on energy efficiency, transmission throughput, and reliability that IEEE 802.15.4 delivers to the LR-WPAN. As a research that is orthogonal and complementary to previous researches, we explore the implementation and practical performance evaluation of IEEE 802.15.4 MAC software. We implement the MAC software from the perspective of the networking stack, exploring the issues raised when the MAC software serves as a functional component in a complete networking stack consisting of MAC, network as well as well as application support layers. The performance is evaluated on a realistic experimental software environment integrated with operating system, networking stack, and applications.