センサネットワークにおける適応的スロット予約による低消費電力メディアアクセス制御プロトコル

摘要

バッテリーやメモリの容量，CPUの能力などに大きな制約があり，無線リンクで接続されたノードから構成されるセンサネットワークでは，電力の消費を極力抑えることが必要である．そのために低消費電力な自律分散型のメディアアクセス制御（MAC：Media Access Control）プロトコルが重要となる．一般にTDMA（Time Division Multiple Access）方式では，CSMA（Carrier Sense Multiple Access）方式と比較して，ノードのランダムアクセスによる冗長なアクティブ期間が少なく，通信時の消費電力が抑制される．しかしながら，従来のTDMA方式では，ノードがトラヒックの高低に依存せずスロット予約の制御を行うため，トラヒックが低い場合は，スロット予約に関するオーバヘッドが相対的に増大する．更に，スロット予約に関する制御パケットを交換する期間が固定長であるために，消費電力を浪費するという課題がある．そこで本論文では，新たにTDMA方式のMACプロトコルの提案を行う．提案手法では，データパケットの送受信を行うノードのみがスロット予約を行うことで，制御パケットのオーバヘッドが削減される．更に各ノードが，スロット予約期間においてアクティブ状態になる期間を，トラヒックの変動に応じて動的に制御する．計算機シミュレーションによる評価を行った結果，提案手法では，従来手法と比較して，スループットが確保されつつ消費電力が削減されるために，消費電力の効率が向上することが分かった．