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주기적 링크 품질 측정에 기반을 둔 RPL 네트워크에서의 선호 부모 변경 기법 제안
http://doi.org/10.5626/JOK.2023.50.7.621
IEEE 802.15.4e TSCH는 IEEE 802.15.4 표준을 산업용 무선 센서 네트워크 환경에 맞게 MAC 계층을 개선 한 표준으로서 라우팅 프로토콜인 RPL과 함께 산업 환경에 필요한 높은 신뢰성을 갖춘 네트워크를 구성한다. 하지만 현재 RPL은 통신 중인 이웃에 대해서만 링크 품질을 평가하며, 이는 경로가 설정되지 않은 이웃 노드에 대한 링크 평가가 배제되어, 이미 설정된 경로로 선택이 편향되는 부작용이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 Neighbor Link Quality Estimation(NLQE) 패킷을 이용하여 낮은 오버헤드로 모든 주변 노드에 대한 링크 품질 평가를 가능하게 하는 기법을 소개 한다. 제안 기법은 더 효율적인 경로 선택을 가능하게 하며, 시뮬레이션 결과는 이전과 비교하여 패킷의 성공적인 전달 비율이 평균 15% 이상 증가했으며, 지연속도 또한 평균 20% 감소했음을 나타낸다.
태양 에너지 기반 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 적응형 선택적 압축 기법
센서 네트워크에서 압축은 종단 간 지연시간과 에너지 사용량 사이의 이율배반적인 관계가 있다. 데이터의 크기를 줄이기 위해 압축을 하면, 추가적인 지연시간과 에너지 소비가 발생하지만, 전송으로 인한 에너지 소모는 감소하게 된다. 일반적으로, 배터리기반 센서 네트워크에서는 지연시간을 손해 보더라도 네트워크의 생존시간을 최대화하기위해 압축을 널리 사용하고 있다. 한편 태양 에너지 기반 센서 네트워크에서는 주기적으로 에너지 재생산이 이루어짐에 따라, 동작하는데 충분한 에너지양 이상의 에너지가 존재할 가능성이 있다. 본 논문에서는 여분의 에너지를 사용해 종단 간 지연시간을 감소시키는 에너지 적응형 선택적 압축 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 노드의 에너지가 충분하지 않을 때, 에너지 소비를 줄이기 위해 압축을 사용하고, 에너지가 충분한 경우에는 종단 간 지연시간 감소를 위해 압축을 사용하지 않는다. 시뮬레이션을 통한 에너지와 지연시간의 성능평가를 통하여 제안하는 기법의 우수성을 증명하였다.
RPL 기반 IoT 무선 네트워크에서 노드 병목 및 전송 경로 품질을 고려한 라우팅 기법
사물인터넷(IoT)에 연결된 다수의 장치를 관리하기 위해서 IETF는 IPv6를 지원하는 RPL 라우팅 프로토콜을 제안하였다. RPL은 사물인터넷이 구축되는 네트워크에서 요구되는 서비스에 맞는 OF(Objective Function)를 통해 경로가 생성된다. RPL에서는 단순하게 노드 간 링크 품질만을 고려하여 경로를 구축하므로, 다양한 목적의 QoS를 제공할 수 있는 OF에 대한 연구가 필요하다. 기존의 연구에서는 주로 에너지 소비 감소를 다루고 있고, 싱크 노드까지 형성된 경로의 링크 품질을 고려하지 않고 있어 종단 간 지연시간이 늘어 날 수 있다. 본 논문에서는 트래픽이 몰려 병목현상이 일어나는 노드의 예상 수명과 목적지까지 형성될 전체 경로의 품질을 고려하여 지연시간을 줄이는 기법을 제안한다. 실험을 통해 제안 기법의 가중치를 설정하였고, 종단 간 지연시간을 약 20.8%, 에너지 소비를 약 10.5% 개선하였음을 보였다.
