무선센서네트워크에서 QoS 지원을 위한 다중계층 MAC 프로토콜

Abstract

본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 전송될 데이터의 QoS를 인지하여 이를 지원하는 다중 계층 QAML-MAC(QoS Aware Multi-layer MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 노드들의 에너지를 효율적으로 사용함으로 전체 네트워크의 수명을 늘이는 방법 중의 하나인 sleep-awake 구조를 기반으로 한다. 이를 위하여 노드에 입력되는 데이터를 전송 응급성에 따라 우선순위 클래스로 나누어 저장한다. 또한 cross-layer 개념을 도입하여 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈한다. 제안된 MAC 프로토콜은 기존 관련 프로토콜의 문제점인 지연(delay)을 줄이는 동시에 실시간의 멀티미디어 트래픽 혹은 미리 정해진 필드 모니터링과 같은 응용에서 임계값을 초과하는 데이터와 같은 우선순위가 높은 데이터를 빠르게 전송함으로써 전송에 응급한 데이터를 먼저 전송할 수 있는 장점을 가진다. 뿐만 아니라 각 노드에서 전송할 우선순위 데이터가 존재하지 않을 경우 idle listen에 있어서 다중의 계층을 사용함으로 데이터전송에서의 충돌을 줄임으로 노드에서 소모하는 에너지를 줄이며, 결국 전체 네트워크 수명을 늘일 수 있는 장점을 가진다. In this paper, we propose an QoS aware multi-layer MAC(QAML-MAC) protocol in a wireless sensor networks. Since the proposed protocol is based on the sleep-awake architecture, which save node's energy to prolong the entire network lifetime. For this purpose the QAML-MAC first classifies incoming data according to their transmission urgency and then saves them. The protocol also adapts the cross-layer concept to re-arrange the order of transmission with the same destination. So the delay can be decreased, which can not be obtained with the previous related protocols. And high priority data such as real-time multimedia or critical value in the field monitoring applications can be transmitted quickly, Furthermore the proposed protocol has advantage of decreasing transmitted data collisions using multiple layers of idle listening when there is no high-priority data. So energy consumptions of sensor nodes can be saved and the network lifetime can be prolonged.