자율적인 TSCH 네트워크에서 충돌 회피를 위한 슬롯 재할당

Abstract

IEEE 802.15.4e TSCH(Time Slotted Channel Hopping) 표준은 채널 호핑과 TDMA 방식을 사용하여 높은 안정성, 결정론적 지연과 효율적인 에너지 사용 등을 제공하나 표준 내 스케줄링 방법을 명시하지 않아, 이에 관한 연구가 활발하게 이루어졌다. Orchestra[6]는 최근 연구되고 있는 자율적인 스케줄링 방식 중 하나로 노드 간 협상과정이 필요하지 않아서 제어 메시지 교환으로 인한 오버헤드가 적다. 하지만, Orchestra는 슬롯프레임에서 노드당 하나의 슬롯만을 할당하기 때문에, 트래픽 부하가 높은 경우 성능이 크게 저하된다. 이에 대한 해결책으로 제안된 e-TSCH-Orch[7]는 임시 슬롯 할당을 통해 일시적으로 패킷 전달 속도를 증가시키지만, 트래픽 부하가 지속적으로 높은 경우에 대한 근본적인 해결책은 되지 못한다. 따라서 본 논문에서는 자율적으로 스케줄을 업데이트하는 알고리즘을 제안하여, Orchestra의 문제점을 해결하고 e-TSCH-Orch를 개선하고자 한다. 세 가지 성능 지표를 사용하여 기존의 Orchestra와 e-TSCH-Orch와 성능 비교를 진행하였고, 그 결과 제안하는 알고리즘이 기존 기술에 비해 저지연과 고신뢰성을 제공한다는 것이 검증되었다.