IEEE 802.15.4 기반 모바일 센서 네트워크에서 빠른 연결 설정 기법

Abstract

IEEE 802.15.4는 낮은 정적 듀티 사이클을 이용하여 무선 개인 영역 네트워크와 포괄적인 이동성을 지원하기 위한 연구가 아직 선행되지 않았다. IEEE 802.15.4에서 연결 프로세스에 소모되는 많은 양의 시간을 이동성에서 고려되지 않은 이유가 관찰되었다. IEEE 802.15.4의 비콘 인에이블 네트워크에서는 자신의 주변에 존재하는 노드에 대한 정보만을 그들의 비콘 신호를 감지하여 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 비컨의 주변에서 동작하는 알려진 채널이나 그 빈도에 대해서 알고 있지만, 이 동작은 비콘의 간격에 따라서 몇초의 시간이 소모될 수 있다. 제안하는 논문에서는 다중 채널을 스캔하여 빠른 연결 설정을 위한 기법을 제안한다. 제안 된 기법은 단지 하나의 채널을 스캔을 통해서 다른 채널에서 작업중인 모든 코디네이터에 대한 정보를 알 수 있다. 제안된 단일 채널 스캔 방식은 IEEE 802.15.4의 2.4GHz 주파수 대역에서 32배나 연결 시간을 단축 하였다. 실험 결과는 제안하는 기법이 모바일 환경에서도 잘 적용되는지에 대해서 수행하였다.|EEE 802.15.4 is designed mainly for static low duty cycle wireless personal area network and its capability to support mobility has not been extensively explored yet. It is observed that the amount of time required for the association process is the key reason for making IEEE 802.15.4 unable to handle mobility. In a beacon-enabled network such as IEEE 802.15.4, mobile node can only learn about the existence of any neighbor by listening to their beacons. Nevertheless, as neither the channel on which the neighbor operates nor its frequency of beaconing are known, nodes have to scan each and every available channels, which can take from few to several seconds depending on the beacon interval. In this thesis, a new fast association technique is proposed which deprive nodes from scanning multiple channels. In our proposed scheme, by scanning just a single channel, node is able to learn about all the coordinators working in different channels. The proposed single channel scan scheme is able to decrease the association time of IEEE 802.15.4 operation in 2.4 GHz by 32 times. Experiment results have verified that the proposed scheme works well in the mobile environment.