超広帯域無線を利用した無線ボディエリアネットワーク: 歩行動作中におけるCAPおよびCFPスロット配分に関する考察

摘要

This paper presents the experimental evaluation of communication in human waking motion, using the MAC evaluation system for a prototype of UWB-based Wireless Body Area Network for sufficient MAC parameter settings for data transmission. Its Physical and Media Access Control specifications are based on the draft standard in IEEE802.15.6. This paper described that the influence of the number of retransmissions and the number of the commands of GTS(Guaranteed Time Slot) request packets in the CAP(Contention Access Period) by chaging the number of sensor node or the number of CFP (Contention Free Period) slot in the superframe when be in human walking motion. The experiments were operated in an anechoic chamber. The number of total received packets are decreased by packet loss due to human walking motion in the case of 2 slots are set for CFP, regardless of the number of nodes, and decrease materially total received packets. The number of retransmission and the commands of GTS request are increased according to the number of nodes increases, largely reflecting the effect of the number of CFP slots in the case of attaching 4 nodes. In the case of attaching 2 or 3 nodes and 4 slots are set for CFP, packet transmission rate is more than 95%. In the case of attaching 4 nodes and 6 slots are set for CFP, packet transmission rate is reduced to 88% at best.%本稿では超広帯域無線を利用した無線ボディエリアネットワークMAC評価システムを用いた実験によって，電波暗室内で人体の歩行動作時のセンサノード数およびスーパーフレーム内CFP（Contention Free Period）スロット数による，再送回数ならびにCAP（Contention Access Period）内のGTS（Guaranteed Time Slot）リクエストコマンドのパケット数への影響について述べる．結果として，ノード数によらず，CFPスロット数を2としたとき，人体の歩行動作によるパケット損失の影響を最も大きく受けることがわかった．具体的には，受信成功パケット数が大幅に減少し，パケット再送回数が最も増加した．パケット再送回数およびGTSリクエストパケットの送信回数は，ノード数が増加するに従って増加し，ノード数を4としたときCFPスロット数の影響を大きく反映した．結論として，ノード数2，ノード数3とした時CFPスロット数が4以上ならパケット伝送率が95％以上であり，データ伝送に十分なMACパラメータの設定値であることを明らかにし，ノード数を4とした時にはCFPスロット数を6とした場合でも，パケット受信成功率は約88％に低下することがわかった．