수중 네트워크의 전파 비대칭성을 고려한 BTB-TDMA 성능 분석 = Performance analysis of BTB-TDMA considering asymmetry of propagation delays in UANets

국문 초록 (Abstract)

수중 음향네트워크에서 노드의 위치와 이동속도에 따라 변화하는 전파지연 시간을 추정하여 시간 블록이라는 새로운 슬럿 단위로 노드들의 전송 스케줄을 설정하는 Block-Time-Bounded Time Division Multiple Access (BTB-TDMA) 매체접속제어 방식이 제안되었다. 본 논문에서는 노드의 이동으로 인해 상향(uplink)과 하향(downlink)의 전파지연이 비대칭적이 되고, 이에 따른 수신 충돌이 BTB-TDMA의 성능에 미치는 영향을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 이를 위해 전파지연 비대칭성으로 인한 수신 충돌률, 채널접속지연, 채널효율을 수학적으로 모델링하고, 수중노드의 수, 네트워크 범위, 수중노드의 이동 속도에 따라 BTB-TDMA 시간 블록의 길이를 변화시켜 광범위한 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션 결과의 분석을 통해, 네트워크 환경에 따라 수신 충돌을 최소화 하면서, 채널 접속지연과 채널효율 성능을 최대화할 수 있는 시간 블록 값을 도출할 수 있는 성능지표를 제시한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A Block-Time-Bounded Time Division Multiple Access (BTB-TDMA) medium access control protocol, which estimates the propagation delay of nodes according to their location and moving velocity information, has been proposed for underwater acoustic networks. BTB-TDMA provides nodes with their transmission schedules by a time block that is a time unit, newly designed for BTB-TDMA. In this paper, we investigate how the receiver collision, that is induced by the asymmetry between node's uplink and downlink propagation delay due to its mobility, affects the performance of BTB-TDMA. To do this, we analytically obtain the collision rate, the channel access delay, and the channel utilization by considering the asymmetry of propagation delay. Then, simulations are extensively performed with respect to the length of a time block by varying the number of nodes, the network range, and the node's velocity. Thus, the simulation results can suggest performance criteria to determine the optimal length of a time block which minimizes the collision rate and concurrently maximizes the channel access delay and the channel utilization.

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