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슬롯화된 ALOHA 센서 네트워크에서 공평성 향상을 위한 변형된 백오프 알고리즘
이종관,Lee, Jong-Kwan 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.5
본 논문에서는 슬롯화된 ALOHA 센서 네트워크에서 노드의 전송 공평성을 향상하기 위한 변형된 백오프 알고리즘을 제안한다. 계층화된 네트워크 구조에서 하위 노드들에 의해 전송된 데이터를 종합하여 처리해야하는 경우 하위 특정 노드의 성능 저하는 전체 시스템의 성능 저하를 야기할 수 있다. 따라서 네트워크에 참여하는 모든 노드에게 공평한 전송 성능을 보장하는 것이 중요하다. 제안하는 기법에서는 현재의 전송 결과 뿐 아니라 과거의 전송 결과를 고려하여 노드의 전송 대기 시간을 선정한다. 또한 연속적으로 전송에 실패한 노드에게는 점차 짧은 대기시간을 부여하고 연속적으로 전송한 성공한 노드에게는 점차 긴 대기시간을 부여한다. 이를 통해 전송 공평성을 향상시킨다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 성능을 대표적인 백오프 알고리즘인 BEB(binary exponential back-off) 알고리즘과 비교, 분석한다. 실험 결과 제안하는 기법을 적용했을 때 BEB에 비해 전송용량은 다소 저하(최대 5.8%, 최소 2.0%, 평균 3.0%)되지만 공평성은 크게 향상(최대 13.4%, 최소 3.6%, 평균 9.0%)됨을 확인하였다. In this paper, I propose an modified back-off algorithm to improve the fairness for slotted ALOHA sensor networks. In hierarchical networks, the performance degradation of a specific node can cause degradation of the overall network performance in case the data transmitted by lower nodes is needed to be synthesized and processed by an upper node. Therefore it is important to ensure the fairness of transmission performance to all nodes. The proposed scheme choose a back-off time of a node considering the previous transmission results as well as the current transmission result. Moreover a node that failed to transmit consecutively is given gradually shorter back-off time but a node that is success to transmit consecutively is given gradually longer back-off time. Through simulations, I compare and analyze the performance of the proposed scheme with the binary exponential back-off algorithm(BEB). The results show that the proposed scheme reduces the throughput slightly compared to BEB but improves the fairness significantly.
이종관 한국군사과학기술학회 2022 한국군사과학기술학회지 Vol.25 No.1
In this paper, we propose an opportunistic data relay scheme in narrowband multihop combat radio networks. Narrowband networks have physical restrictions on high-speed transmission. Furthermore, the topology changes dynamically due to the jamming of the enemy, signal interference between friendly forces, and movement of network entities. Therefore, the traditional relay scheme that collects topology information and calculates a relay path before transmission is unsuitable for such networks. Our proposed scheme does not collect topology information and transmits data opportunistically. The scheme can cause unnecessary data relaying that is not related to data delivery to the destination node. However, for small networks, the effect of increasing network throughput by not gathering topology information is much greater than the effect of reducing throughput by unnecessary data relays. We demonstrate the performance superiority of the proposed scheme through simulation in the worst case of network topology.