センサネットワークのための省電力化プロトコルに関する研究

摘要

In this paper, we propose a CSMA/CA-based MAC protocol, which may be simple and flexible, and apply a concept of the sleep mode to this type of protocol to reduce the power consumption for the sensor networks. In this proposition, we consider two schemes to determine the period of sleep mode. First, we propose a scheme with the sleep mode, which is named the proposed scheme 1. The ending time of the data packet to be transmitted is predicted, and other nodes enter into the sleep mode up to the predicted time. In order to introduce the sleep mode to the CSMA/CA-based networks, we utilize request-to-send (RTS) and clear-to-send (CTS) messages used in IEEE.802.11. Second, we consider to adopt a concept of beacon mode such as used in the ZigBee system. In the beacon mode, the inactive period with a certain time interval is set, thereby reducing the power consumption. We consider a concept of adaptive beacon mode in which the length of inactive period is controlled in accordance with the amount of traffic. The combination of the proposed scheme 1 and the adaptive beacon mode is named the proposed scheme 2. The performance of the proposed scheme is evaluated with computer simulations. Proposed scheme provide low power consumption in CSMA/CA and verify the effectiveness of the proposed scheme through simulation.%本論文では，センサネットワークにおいて省電力化をするために休止状態を導入した簡単かつ順軟性の高いCSMA／CAに基づくMACプロトコルを提案する．この提案において，休止期間を決定するために2つの方式を検討する．第1の方式は，データの送信時にその終了時刻を予測し，その時刻まで休止する手法である（方式1）．CSMA／CAに基づくネットワークに休止状態を導入するために，IEEE802.11で用いられるRTS／CTSの仕組みを利用する．第2の方式として，ZigBeeで用いられるビーコンモードの導入を検討する．ビーコンモードにおいて不活性期間を導入することにより，さらなる消費電力の削減を行う．通信量に合せて不活性期間の長さを適応的に変化させることを考える．方式1と適応的なビーコンモードを組み合わせた手法を方式2とする．これらの提案方式について計算機シミュレーションにより特性を評価し，従来のCSMA／CAに比べて消費電力を削減において有効であることを示す．