표제지
목차
국문요약 11
1. 서론 13
1.1. 무선 센서 네트워크 개요 15
1.2. WBSNs (Wireless Body Sensor Networks) 18
1.3. 논문의 구성 23
제2장 WSNs에서의 에너지 효율적인 MAC 프로토콜 24
2.1. WSNs에서의 에너지 효율적인 MAC 프로토콜 24
2.2. 경쟁기반 MAC 프로토콜 27
2.2.1. S-MAC (Sensor-MAC) 프로토콜 27
2.2.2. T-MAC (Timeout-MAC) 프로토콜 29
2.2.3. B-MAC (Berkeley-MAC) 프로토콜 31
2.2.4. X-MAC 프로토콜 32
2.2.5. Wise-MAC 프로토콜 33
2.2.6. RMAC (Routing-enhanced Duty Cycle) 프로토콜 34
2.2.7. DW-MAC (Demand Wake-up MAC) 프로토콜 36
2.2.8. SR-MAC 프로토콜 40
2.2.9. TADW-MAC 프로토콜 43
2.2.10. RI-MAC 프로토콜 45
2.3. 기존 센서 MAC 프로토콜들의 문제점 48
2.3.1. 에너지 효율성(Energy Efficiency) 문제 48
2.3.2. 패킷 전송에서의 우선순위 보장(Guarantee Packet Priority) 문제 50
2.3.3. 패킷 전송 지연(Packet Transmission delay) 문제 50
2.3.4. 다양한 응용에서 요구되는 QoS 지원 문제 51
제3장 WSNs에서 에너지와 지연 효율을 위한 패킷 전송률의 효과 53
3.1. 서론 54
3.2. 관련 연구들 56
3.2.1. RMAC 프로토콜 56
3.2.2. DW-MAC 프로토콜 57
3.2.3. LO-MAC 프로토콜 58
3.3. DB-MAC 프로토콜 설계 58
3.3.1. DB-MAC 프로토콜의 동작 58
3.3.2. 에너지 효율과 지연 분석 63
3.4. 성능 평가 64
3.5. 결론 66
제4장 멀티 홉 WSNs에서 에너지와 지연에 효율적인 하이브리드 MAC 프로토콜 68
4.1. 서론 69
4.2. 제안된 하이브리드 MAC 프로토콜 72
4.2.1. 프로토콜 개요 72
4.2.2. 패킷 전송 메커니즘 74
4.2.3. 소스 노드와 수신자 노드간 패킷 전송 스케줄링 매핑 방식 75
4.2.4. 패킷 전송 알고리즘 78
4.3. 제안된 프로토콜의 성능 분석 80
4.4. 결론 82
제5장 WBANs에서 신뢰성과 효율적인 응급 신호 전송을 위한 Super-frame 조절과 슬롯 예약 기반의 MAC 프로토콜 84
5.1. 서론 84
5.2. 관련 연구 86
5.3. Health MAC (H-MAC) 프로토콜의 설계 92
5.4. H-MAC 프로토콜의 성능 분석 96
5.5. 결론 98
제6장 무선 신체 센서 네트워크를 위한 빠르고 안정적인 패킷 전송 MAC 프로토콜 99
6.1. 서론 99
6.2. 관련 연구 101
6.3. FR-MAC 프로토콜의 설계 104
6.3. FR-MAC 프로토콜의 성능 분석 107
6.4. 결론 109
7. 결론 110
참고문헌 114
Abstract 122
[표3-1] 성능 평가에 사용된 파라미터들 64
[표4-1] 사용된 네트워크 파라미터들 80
[표5-1] 사용된 네트워크 파라미터들 96
[표6-1] 성능 비교에 사용된 네트워크 파라미터들 107
〈그림 1-1〉 전형적인 WSNs 센서 노드의 구성 15
〈그림 1-2〉 MAC 프로토콜의 구분 18
〈그림 1-3〉 전형적인 WBSNs 구조 20
〈그림 2-1〉 듀티 사이클에서의 active와 sleep 영역 26
〈그림 2-2〉 S-MAC 프로토콜에서 주기적인 listen과 sleep 27
〈그림 2-3〉 S-MAC 프로토콜에서의 패킷 전송의 예 28
〈그림 2-4〉 T-MAC 프로토콜에서 트래픽 적응적인 duty cycle 사용 예 30
〈그림 2-5〉 B-MAC 프로토콜의 동작 32
〈그림 2-6〉 X-MAC 프로토콜에서의 패킷 전송의 예 33
〈그림 2-7〉 Wise-MAC 프로토콜의 동작 예 34
〈그림 2-8〉 RMAC 프로토콜에서의 데이터 전송 예 35
〈그림 2-9〉 DW-MAC 프로토콜에서의 데이터 전송 스케줄링 예 38
〈그림 2-10〉 SR-MAC 프로토콜에서의 슬롯 예약 메커니즘 41
〈그림 2-11〉 SR-MAC 프로토콜에서의 프레임 확장 메커니즘 41
〈그림 2-12〉 TADW-MAC 프로토콜에서의 패킷 전송 예 45
〈그림 2-13〉 RI-MAC에서 패킷 전송의 예 46
〈그림 3-1〉 RMAC 프로토콜에서의 패킷 전송 예 57
〈그림 3-2〉 DW-MAC 프로토콜에서의 패킷 전송 예 58
〈그림 3-3〉 DB-MAC에서 싱크 노드로부터의 비콘 프레임 브로드캐스트와 소스 노드의 wake-up 62
〈그림 3-4〉 2개의 소스 노드가 있을 경우의 DB-MAC 동작의 예 62
〈그림 3-5〉 패킷 전송률에 따르는 에너지 효율의 비교 65
〈그림 3-6〉 패킷 전송률에 따르는 전송지연의 비교 66
〈그림 4-1〉 제안된 MAC 프로토콜의 동작 73
〈그림 4-2〉 싱크 노드 중심의 전송 메커니즘 74
〈그림 4-3〉 소스 노드와 수신자 노드 간 패킷 전송 스케줄링 매핑 75
〈그림 4-4〉 최적화된 다중 전송 노드의 패킷 전송의 예 77
〈그림 4-5〉 데이터 패킷 생성 수에 따른 평균 에너지 소모 비교 81
〈그림 4-6〉 데이터 패킷에 따른 패킷 전송지연 비교 82
〈그림 5-1〉 H-MAC 프로토콜에서 패킷 전송 예 95
〈그림 5-2〉 센서 노드의 평균 전송지연 비교 97
〈그림 5-3〉 센서 노드의 평균 에너지 소모 비교 97
〈그림 6-1〉 FR-MAC 프로토콜의 동작 예 106
〈그림 6-2〉 평균 전송지연에 대한 비교 108
〈그림 6-3〉 평균 네트워크 수명에 대한 비교 108