[Quorum] Quorum MAC::구현 1–1

맹주현 (Juhyun Maeng)

무선 센서 네트워크에서 노드의 저 전력을 구현하는 것은 매우 중요합니다. 그래서 Quorum으로 MAC Protocol의 저 전력을 구현한 논문을 분석하면서 노드의 저 전력을 구현할 방안을 찾고자 합니다.

이번 게시글은 Quorum을 구현한 글로써, 구현 과정에 대한 내용을 다룹니다.

구현 환경 구축에 필요한 S/W로는 MATLAB이 있다.

• MATLAB : R2019a

구축한 PC 환경은 다음과 같다.

• OS : Windows 10 64bit

Quorum 구현

각 Sensor Node의 자원을 최적화하기 위한 프로토콜 설계에 앞서 Quorum을 구현하였다.

순서도

다음과 같이 각 Node에 대한 그리드 크기, Active Slot 선택, Intersection Slot 선택이 된다.

• 구현 소스 내 판단에 대한 내용은 처리의 기호로 작성하였다.

MATLAB으로 구현된 Quorum 구성의 순서도 예시

Active Slot의 선택 방법은 “QTSAC: An Energy-Efficient MAC Protocol for Delay Minimization in Wireless Sensor Networks” 논문의 수식으로 구현하였다.

이 논문에서는 아래 그림처럼 네트워크를 구성한다.

네트워크 구성 예시

그리고 Sink Node로부터 홀수 홉의 Node는 On, 짝수 홉의 Node는 Sn으로 정의한다. On과 Sn 각 Node의 Active Slot을 다음 수식으로 선택한다.

On과 Sn 각 Node의 Active Slot 선택 수식

수식에 따라서 선택된 각 Node의 Active Slot과 두 Node 사이의 Intersection Slot 예시

Quorum 구현 결과

다음과 같이 두 Node 사이의 그리드 결합에 대한 예시를 다양하게 구현하였다. Grid A는 Node A의 그리드, Grid B는 Node B의 그리드, Grid A∩B는 Node A와 B의 그리드를 결합한 것을 나타낸다.

그리드 결합

• 각 Sensor Node가 같은 크기의 그리드를 사용하고, 그리드의 이동이 없는 경우

수식에 따라서 선택된 각 Node의 Active Slot과 두 Node 사이의 Intersection Slot 예시

• 각 Sensor Node가 다른 크기의 그리드를 사용하고, 그리드의 이동이 없는 경우

수식에 따라서 선택된 각 Node의 Active Slot과 두 Node 사이의 Intersection Slot 예시

• 각 Sensor Node가 다른 크기의 그리드를 사용하고, 그리드의 이동이 있는 경우

수식에 따라서 선택된 각 Node의 Active Slot과 두 Node 사이의 Intersection Slot 예시

Edit by

맹주현
한양대학교 컴퓨터·소프트웨어학과 박사과정
maengjuhyun@gmail.com
관심 분야 : Blockchain, Network

참고 문헌

• MathWorks
• QTSAC: An Energy-Efficient MAC Protocol for Delay Minimization in Wireless Sensor Networks, 2018

그림 출처

• QTSAC: An Energy-Efficient MAC Protocol for Delay Minimization in Wireless Sensor Networks, 2018