IEEE 802.15.6 기반 CSMA/CA 성능 향상에 관한 연구

Abstract

WBAN을 위한 MAC 프로토콜은 의료용 센서 노드의 가변적인 데이터를 효율적으로 처리하기 위해서 응급상황에서 발생하는 트래픽을 가장 높은 우선순위로 처리하는 CSMA/CA(: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 알고리즘을 수행하게 된다. 노드가 전송하는 응급 메시지는 충돌이 발생하게 되고 응급 메시지 재전송으로 인한 전송 지연이 발생할 수 있으며 재전송으로 인한 에너지 낭비를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위해서 우선순위 큐잉을 적용한 CSMA/CA 알고리즘의 경우 MAC 명령어 프레임과 데이터 프레임의 우선순위를 정하여 서로 다른 백오프 파라미터를 적용하고 충돌로 인한 프레임 손실을 최소화하는 알고리즘을 제안하였다. 성능평가 결과 제안한 MAC 프로토콜을 사용했을 때가 IEEE 802.15.6을 사용했을때 보다 충돌 확률이 감소하여 패킷 전송 처리율이 증가하고 패킷 손실량이 감소함을 보였다. MAC protocol for WBAN performs CSMA/CA(:Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)algorithm that handles traffic which occurs in emergency with top priority in order to deal with variable data of sensor node for medicine. Emergency message that node sends undergoes collision and delay of transmission by retransmission of emergency message and waste of energy by retransmission. This paper suggests algorithm that minimizes loss of frame caused by collision and applies different backoff parameters by setting order of priority between MAC instruction frame and data frame in CSMA/CA algorithm case which applies order of priority queuing to improve aforementioned problem. According to performance evaluation, it has been found that using suggested MAC protocol showed lower collision probability, higher packet transmission processing ratio and lower packet loss compared with using IEEE 802.15.6.