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Low-Overhead Wake-Up Control for Wireless Sensor Networks Employing Wake-Up Receivers 웨이크업 수신기를 사용하는 무선 센서 네트워크를 위한 낮은 오버헤드 웨이크업 제어

Naoki TAMURA, Hiroyuki YOMO

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요약 :

이 문서에서는 각 노드에 웨이크업 수신기가 설치되는 주문형 무선 센서 네트워크(WSN)에 중점을 둡니다. 주문형 WSN에서는 각 노드가 주 무선 인터페이스를 원격으로 활성화하기 위해 특정 대상 노드에 할당된 웨이크업 ID가 포함된 웨이크업 신호를 보냅니다. 이러한 웨이크업 제어는 각 노드가 유휴 기간 동안 소비되는 에너지를 줄이는 데 도움이 되지만, 모든 데이터 전송 전에 웨이크업 신호를 전송하면 오버헤드가 발생하여 통신 품질이 저하되고 각 송신 노드의 에너지 소비가 증가합니다. Wake-up 제어에 대한 오버헤드를 줄이기 위해 본 논문에서는 세 가지 방식을 제안한다. 먼저, 각 노드가 전송할 센싱 데이터를 wake-up 신호의 페이로드 필드에 삽입하는 Double Modulation(DM)이라는 방식을 제안합니다. 목적지는 자신의 wake-up 상태에 따라 wake-up 메시지를 다르게 해석합니다. 즉, sleep 상태이면 해당 메시지를 wake-up 신호로 취급하고, 그렇지 않으면 감지된 메시지에서 센싱 데이터를 추출합니다. 둘째, 각 노드가 목적지 노드가 전송하는 프레임을 관찰하고 목적지의 활성 상태를 감지하면 wake-up 신호의 전송을 억제하는 Overhearing(OH) 방식을 제안합니다. 마지막으로 OH 방식과 DM 방식을 결합한 하이브리드 방식을 제안한다. 우리의 시뮬레이션 결과는 제안된 방식이 웨이크업 오버헤드의 부정적인 영향을 효과적으로 줄이고, 제안된 방식이 없는 주문형 WSN에 비해 데이터 수집 속도와 에너지 효율성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E102-B No.4 pp.732-740
발행일
2019/04/01
공개일
2018/10/15
온라인 ISSN
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2018SEP0008
원고의 종류
Special Section PAPER (Special Section on Sensing, Wireless Networking, Data Collection, Analysis and Processing Technologies for Ambient Intelligence with Internet of Things)
범주

작성자

Naoki TAMURA
  Kansai University
Hiroyuki YOMO
  Kansai University

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