KR101079389B1 - 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 지원 장치 및 그 방법 - Google Patents

무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 지원 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 센서 노드들을 포함하는 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 전력 소비를 최소화하기 위해 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control) 프로토콜을 이용하여 통신을 지원하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선 네트워크 시스템에 포함된 복수의 센서 노드들로 전송하기 위한 데이터 패킷을 생성하고, 상기 생성된 데이터 패킷을 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 데이터 패킷에 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어(CA-MAC: Context Adaptive Media Access Control) 프로토콜을 적용하여 처리하며, 상기 처리된 데이터 패킷을 해당 센서 노드들과 송수신한다.
센서 노드, MAC, 프로토콜(protocol), WLAN, 노드(node)

Description

무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 지원 장치 및 그 방법{COMMUNICATION APPARATUS USING MEDIA ACCESS CONTROL PROTOCOL IN A WIRELESS NETWORK SYSTEM AND MEHTOD THEREOF}
본 발명은 무선 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 특히 복수의 센서 노드들을 포함하는 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 전력 소비를 최소화하기 위해 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 함) 프로토콜을 이용하여 통신을 지원하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 무선 통신 시스템의 일 예로 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 시스템에 대한 연구는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 규격을 통해 활발하게 진행되고 있다. 그리고, 현재 WLAN 시스템은 단일 안테나에 하 나의 채널만을 사용하여 통신을 수행하였으며, 최근에는 IEEE 802.11 시스템에 다중 안테나를 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 무선 통신 시스템의 성능 향상을 위해 자원, 예컨대 채널, 시간, 공간 등을 효과적으로 이용하기 위한 다양한 방안들이 제안되고 있다.
한편, 최근에 무선 통신과 장비 기술의 발달은 작은 센서들로 구성된 저비용 센서 네트워크들을 개발할 수 있게 한다. 센서 노드들은 무선 네트워크에서 감지와 처리, 네트워킹 기능을 수행한다. 또한, 상기 센서 노드들은, 소형화 및 경량화된 기기로서, 무선으로 동작하며 배터리로 전력을 공급받아 가용할 수 있는 에너지가 한정되어 있다. 그러므로, 이러한 센서 노드들이 포함된 무선 네트워크 시스템에서 저 전력 동작 및 절전 동작은 중요한 이슈이며, 무선 네트워크 시스템의 저 전력 및 절전 동작을 지원하기 위한 방안들이 제안되고 있으며, 일 예로 전력 절약 하드웨어 및 토폴러지 설계와 효율적인 MAC 계층(layers)에서의 프로토콜(protocol) 전력, 네트워크 계층 라우팅 프로토콜 등이 제안되었다.
또한, 무선 네트워크 시스템에서 센서 노드들의 통신은 다른 통신 기반 구조와 같이 몇몇 계층들로 나누어 이루어 질 수 있으며, 이러한 계층들 중 MAC 계층에서 적절한 조정(coordination) 메커니즘을 이용하여 각 센서 노드들 간의 통신 시 각 센서 노드들이 서로의 통신을 방해하지 않도록 하며, 특히 MAC 프로토콜을 이용하여 각 센서 노드들이 통신을 수행하도록 한다. 일반적으로, MAC 프로토콜은, 각 센서 노드들의 통신 시 큰 처리량(throughput), 지연 시간 최소화, 공정성 및 QoS를 제공을 지원하여야 하며, 특히 무선 네트워크 시스템의 센서 노드들의 통신을 위해 상기 MAC 프로토콜은, 전술한 바와 같이 각 센서 노드들이 가용할 수 있는 에너지가 한정되어 있음으로, 각 센서 노드들의 저 전력 소비를 통해 통신 수행이 가능하도록 하여야 한다.
그리고, 상기 IEEE 802.11 시스템에서는, 노드들이 낮은 트래픽 상태에서 절전을 지원하기 위해 유휴 대기 상태를 유지하는 전력 제어 방안이 제안되었다. 하지만, 상기 유휴 대기 상태에서도 각 센서 노드들의 전력 소비가 발생하여 상당한 에너지의 낭비가 존재하며, 그에 따라 상기 유휴 대기 상태를 적용하여 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 전력을 제어하는 방안은 적합하지 않다.
아울러, 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 통신을 지원하기 위한 MAC 프로토콜로 센서-MAC(S-MAC: Sensor MAC, 이하 'S-MAC'이라 칭하기로 함) 프로토콜이 제안되었으며, 상기 S-MAC 프로토콜은, 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들이 낮은 듀티 사이클(duty cycle)로 동작하며, 유휴 대기 상태로 전환하는 대신 주기적으로 슬립(sleep)상태로 전환 하도록 한다. 또한, 상기 S-MAC 프로토콜은 상기 각 센서 노드들이 도청(overhearing) 주기동안 에너지를 절약하기 위해 슬립(sleep) 상태로 전환하도록 한다. 이러한 S-MAC 프로토콜은, IEEE 802.11 시스템에서의 MAC 프로토콜보다 에너지 절전 효율을 보다 향상시킬 수 있지만, 무선 네트워크 시스템에 존재하는 모든 센서 노드들에 대해 고정된 듀티 사이클을 적용함으로 네트워크 트래픽 상태에 따른 적응적 적용이 어려워 적용 효율이 저하되는 문제점이 있다. 다시 말해, 상기 S-MAC 프로토콜은, 높은 트래픽 부하에 대해 조정된 듀티 사이클이 낮은 트래픽 부하에서 에너지 낭비를 초래하며, 낮은 트래픽 부하에 대해 조정된 듀티 사이클이 높은 트래픽 부하에서 낮은 처리량을 초래한다.
또한, 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 통신을 지원하기 위한 MAC 프로토콜로 타임아웃-MAC(T-MAC: Timeout-MAC, 이하 'T-MAC'이라 함) 프로토콜이 제안되었으며, 상기 T-MAC 프로토콜은, 상기 S-MAC 프로토콜과는 달리 네트워크 트래픽 상태에 따라 적응적인 듀티 사이클을 적용함에 따라, 전술한 S-MAC 프로토콜보다 성능을 향상시킨다. 그리고, 상기 T-MAC 프로토콜은, 일정 시간 동안 각 노드 주변에서의 통신이 없다면 슬립 상태로 전환하며, 이때 애플리케이션이 네트워크 트래픽 상태에 적응적으로 적정 듀티 사이클을 선택하여 부하를 감소시킨다. 그리고, 상기 T-MAC 프로토콜은 일정한 트래픽 부하에서 S-MAC 프로토콜과 유사한 성능을 나타내지만, 가변적인 트래픽 부하에서는 절전 효과가 더 우수하다.
하지만, 전술한 바와 같은 MAC 프로토콜들은, 무선 네트워크 시스템에 포함된 각 센서 노드들의 가용할 수 있는 에너지의 한계를 고려하지 않았으며, 특히 블루투스 및 IEEE 802.11 시스템의 MAC 프로토콜과 같이 현재 제안된 무선 MAC 프로토콜은 중요한 설계 목표로 에너지 효율을 고려하지 않은 프로토콜로서 무선 네트워크 시스템의 각 센서 노드들 간 통신에 현재 제안된 무선 MAC 프로토콜을 적용하는 데는 어려움이 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 S-MAC 프로토콜은, 지역 동기화에 기반을 둔 주기적인 리스닝/슬립 스케쥴을 포함한 MAC 프로토콜로서, 전술한 바와 같이 듀티 사이클이 고정됨에 따라 상기 리스닝 및 슬립 주기는 고정되어 있으며, 상기 리스닝 주기 동안 전송된 동기(SYNC), RTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send) 제 어 패킷은, 동기화 및 다음 데이터 전송을 통보하기 위해 캐리어 감지 다중 액세스/충돌 회피(CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, 이하 'CSMA/CA'라 칭하기로 함) 방식을 기반으로 전송된다. 그리고, 상기 리스닝 주기 동안 RTS/CTS 패킷을 송수신한 소정 노드들은 어웨이크(awake) 상태를 유지하고, 상기 슬립 주기 동안 데이터를 송수신한다. 이때, 상기 소정 노드들을 제외한 다른 모든 노드들은 절전을 위해 슬립 상태로 변환하며, 주기적인 리스닝/슬립은 절전 시간 및 대기 시간 간에 트레이드오프(tradeoff)를 가지고 있다. 또한, 상기 S-MAC 프로토콜은, 시스템의 성능 향상을 위해 네트워크 할당 벡터(NAV: Network Allocation Vector, 이하 'NAV'라 칭하기로 함) 업데이트 정보를 통해 각 센서 노드들이 어웨이크 상태를 유지하며, 다음 리스닝/슬립 사이클을 위한 대기없이 슬립 상태에서 통신이 이루어지도록 하는 적응적 리스닝 방식을 이용한다. 즉, S-MAC 프로토콜은, 대기 시간 감소를 위해 절전 및 대기에 따라 자동으로 사이클이 조정되는 다중 듀티 사이클을 지원한다.
한편, 상기 T-MAC 프로토콜은 각 활동 주기가 시작될 때 매우 짧은 리스닝 윈도우(listening window)를 사용함으로써 상기 S-MAC 프로토콜의 에너지 효율성을 보다 향상시키며, 상기 활동 주기의 시간(TOUT)의 길이는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00001
수학식 1에서, C는 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 통신 수행 시 경쟁 구간(contention interval) 시간을 의미하고, R은 RTS 패킷의 길이, T는 IEEE 802.11 시스템의 MAC 계층에서 정의된 SIFS(Short Inter Frame Space)으로 일치한 RTS와 CTS 간의 매우 짧은 구간의 시간을 의미한다. 여기서, 상기 활동 주기의 시간(TOUT) 동안 전송되는 데이터가 존재하지 않으면, 해당 활동 센서 노드들은, 다음 리스닝 주기의 시작까지 에너지 절전을 위해 슬립 상태로 전환하며, 상기 주기에서 활동이 존재하지 않으면, 해당 활동 센서 노드들은 해당 듀티 사이클을 적용하여 슬립 상태로 전환한다. 그에 따라, 상기 T-MAC 프로토콜은, 처리량이 감소되고 대기 시간이 증가된 만큼 에너지 절전을 이룰 수 있다.
그러나, 전술한 T-MAC 프로토콜과 S-MAC 프로토콜은, 동일한 트래픽 부하에서 동일하게 수행하지만, T-MAC 프로토콜은 S-MAC 프로토콜과 같이 복잡성 및 확장성을 갖는 문제점이 있으며, 뿐만 아니라 상기 T-MAC 프로토콜에서의 활동 윈도우의 사이즈가 감소할 경우, 주변 센서 노드에 해당하는 트래픽에 스누프(snoop)하며, 가변하는 네트워크의 통신 상태에 따른 적응적 적용이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 버퍼 상태와 패킷 상황에 따라 상기 각 센서 노드들 간 통신을 위한 전송 스케줄을 적응적으로 결정하기 위한 MAC 프로토콜을 제안하며, 상기 MAC 프로토콜을 이용하여 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들 간 통신을 지원하는 방안을 제안한다. 또한, 무선 통신 시스템에서 전술한 바와 같은 MAC 프로토콜의 듀티 사이클 제어를 통한 저 전력 동작 및 절전 동작의 지원이 아닌, 버퍼 상태와 패킷 상황에 따른 저 전력 동작 및 절전 동작 지원, 다시 말해 버퍼에서 패킷의 수가 싱크(sink) 노드까지의 노드 거리에 따라 결정된 임계값보다 작을 경우 각 센서 노드가 슬립 상태를 유지하여 저 전력 동작 및 절전 동작을 수행함으로써 통신을 지원하는 방안을 제안한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 네트워크 시스템에서 통신 지원 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 무선 네트워크 시스템에서 저 전력 및 절전 동작으로 통신을 수행하기 위한 통신 지원 장치 및 방법을 제공함에 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 무선 네트워크 시스템에서 저 전력 및 절전 동작을 위한 컨텍스트 적응형(context adaptive) 매체 접속 제어(MAC: MediaAccess Control) 프로토콜을 이용하는 통신 지원 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 무선 네트워크 시스템에 포함된 복수의 센서 노드들로 전송하기 위한 데이터 패킷을 생성하는 상위 계층 프로세서; 상기 생성된 데이터 패킷을 버퍼링하는 버퍼; 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어(CA-MAC: Context Adaptive Media Access Control) 프로토콜을 적용하여 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 처리하는 데이터 링크 계층 프로세서; 및 상기 처리된 데이터 패킷을 해당 센서 노드들과 송수신하는 물리적 계층 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 무선 네트워크 시스템에 포함된 복수의 센서 노드들로 전송하기 위한 데이터 패킷을 생성하는 단계; 상기 생성된 데이터 패킷을 버퍼링하는 단계; 상기 버퍼링된 데이터 패킷에 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어(CA-MAC: Context Adaptive Media Access Control) 프로토콜을 적용하여 처리하는 단계; 및 상기 처리된 데이터 패킷을 해당 센서 노드들과 송수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들 간 통신 시, 컨텍스트 적응형(context adaptive) 매체 접속 제어(MAC: MediaAccess Control) 프로토콜을 이용함으로써, 각 센서 노드들이 저 전력 및 절전 동작을 수행하여 각 센서 노드들의 전력 소모를 최소화하며, 또한 시스템의 성능을 최대화할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 무선 네트워크 시스템, 예컨대 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 시스템에서 통신 지원 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서 제안하는 통신 지원 장치 및 방법은, 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는, 무선 네트워크 시스템에 포함된 복수의 센서들 간 통신 시 저 전력 및 절전 동작을 통해 전력 소모를 최소화하며, 시스템의 성능을 극대화시키는 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 함) 프로토콜로 컨텍스트 적응형 MAC(CA-MAC: Context Adaptive MAC, 이하 'CA-MAC'이라 칭하기로 함) 프로토콜을 제안하며, 상기 CA-MAC 프로토콜을 이용하여 각 센서 노드들의 통신을 지원한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 무선 네트워크 시스템에 포함된 각 센서 노드들이 한정된 전력으로 동작하므로, 전력 소비를 최소화하여 시스템의 성능을 극대화시키기 위해 기존의 MAC 프로토콜로 슬립(Sleep) 모드와 액티브(Active) 모드가 주기적으로 전환되는 센서-MAC(S-MAC: Sensor MAC, 이하 'S-MAC'이라 칭하기로 함) 프로토콜과 가변적인 액티브 시간을 사용하는 타임아웃-MAC(T-MAC: Timeout-MAC, 이하 'T-MAC'이라 칭하로 함) 프로토콜이 아닌, 새로운 MAC 프로토콜로 CA-MAC을 제안한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 CA-MAC 프로토콜을 통해 무선 네트워크 시스템의 전력 소모를 최소화, 즉 무선 네트워크 시스템의 에너지 효율성을 최 대로 향상시키며, 이를 위해 상기 CA-MAC 프로토콜은, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜과 같이 각 센서 노드들에 대한 전송 주기의 듀티 사이클( duty cycle)을 제어하지 않고, 각 센서 노드들에 대한 버퍼에서 패킷의 수가 기 설정된 임계값(threshold)보다 작으면 각 센서 노드가 슬립 상태가 되도록 한다. 이때, 상기 임계값은, 각 센서 노드에서 싱크(sink) 노드까지의 거리에 의해 결정된다. 여기서, 각 스위치(switch) 노드에 대한 가변적인 임계값이 지연 시간의 증가를 유발할 수 있음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜에서는 각 센서 노드들의 데이터에서 우선순위가 높은 컨텍스트 데이터(context data)를 우선적으로 전송, 예컨대 즉시 전송하도록 한다. 그에 따라, 상기 CA-MAC 프로토콜 이용할 경우, 상기 S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜을 이용할 경우보다 전력 소모를 현격하게 감소시킨다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 무선 네트워크 시스템에 포함된 각 센서 노드들의 상태 정보를 상기 무선 네트워크 시스템의 관리 또는 제어부, 예컨대 상기 모든 센서 노드들을 관리 및 제어하는 장치가 획득하고, 상기 획득한 상태 정보를 통해 각 센서 노드들의 상태를 확인, 예컨대 각 센서 노드들에 대한 컨텍스트 타입 및 중요도 등을 확인한다. 그리고, 상기 확인 결과 긴급 전송을 요구하는 컨텍스트가 존재할 경우, 상기 긴급 전송 컨텍스트를 우선적으로 전송하도록 한다. 여기서, 컨텍스트의 긴급 정도는 각 센서 노드들의 위치에 따라 가변할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 CA-MAC 프로토콜은, 각 센서 노드들의 통신을 수행하기 위한 경합 주기가 시작하기 전에 버퍼에서 계산된 누적 데이터 양 및 컨텍스트의 중 요도에 따라 각 센서 노드들의 상태를 제어하여 통신을 지원한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템의 CA-MAC 프로토콜을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 CA-MAC 프로토콜이 적용된 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 무선 네트워크 시스템은, 각 센서 노드들로 송수신되는 데이터 패킷을 생성하는 상위 계층(upper layer) 프로세서(110), 상기 상위 계층 프로세서(110)로부터 전송되는 각 센서 노드들에 해당하는 데이터 패킷을 버퍼링하는 버퍼(120), 상기 버퍼(120)에서 버퍼링된 각 센서 노드들에 해당하는 데이터 패킷의 송수신을 위한 통신 시 CA-MAC 프로토콜(130)을 적용하여 데이터 패킷을 처리하는 데이터 링크 계층(data link layer) 프로세서(140), 및 상기 데이터 링크 계층 프로세서(140)로부 전송되는 데이터 패킷을 해당 각 센서 노드들로 전송하는 물리적 계층(physical layer) 프로세서(150)를 포함한다.
이러한 무선 네트워크 시스템에서 임의의 한 센서 노드는 데이터 패킷 생성 시 패킷 헤더에 감지 시간, 노드 식별자(Identifier, 이하 'ID'라 칭하기로 함), 및 컨텍스트의 레벨 등을 기록한다. 그리고, 이렇게 생성된 데이터 패킷을 수신하는 센서 노드는, 수신된 데이터 패킷의 컨텍스트를 확인하고, 수신한 데이터 패킷의 개수에 상응하여 데이터 패킷을 버퍼링하는 버퍼 상태를 확인한다. 여기서, 상기 데이터 패킷의 개수가 사용 가능한 버퍼의 임계값보다 작거나 또는 상기 데이터 패킷이 낮은 우선순위를 갖는 컨텍스트임으로, 긴급 전송이 필요하지 않을 경우에 는 각 센서 노드들이 데이터 패킷의 전송을 위한 매체 획득 경쟁을 수행하지 않는다. 이때, 각 센서 노드들에 포함된 타이머의 만기 전에 상기 각 센서 노드들이 RTS(Request To Send) 패킷을 수신하지 않을 경우 슬립 상태로 전환한다.
또한, 상기 각 센서 노드들은, 데이터 패킷의 송수신 및 송수신되는 데이터 패킷의 상태 정보를 확인하도록 데이터 패킷의 전송 전에 데이터 패킷의 상태 정보를 기록하며, 소정의 센서 노드로부터 데이터 패킷을 수신하면, 상기 소정의 센서 노드가 기록한 데이터 패킷의 상태 정보를 확인한다. 그리고, 상기 각 센서 노드들은, 데이터 패킷을 수신하면, 데이터 패킷의 전송 여부를 결정하기 위해 상기 데이터 패킷을 송신한 센서 노드가 기록한 상태 정보 및 버퍼(120)에 저장된 데이터 패킷의 개수를 확인하며, 상기 확인에 상응하여 데이터 패킷의 전송을 결정한다. 여기서, 상기 각 센서 노드들은, 타이머가 온 상태에서 RTS 패킷을 수신하면 CTS 패킷을 전송한다. 또한, 각 센서 노드들은 CA-MAC 프로토콜(130)에 의해 RTS 패킷을 수신하면 CTS 패킷을 전송하여 데이터 패킷을 수신하며, 이때 타이머가 온 상태가 되고, 이렇게 수신된 데이터 패킷의 개수가 기 설정된 임계값보가 크거나 또는 버퍼(120)에 우선순위가 높은 컨텍스트에 해당하는 데이터 패킷의 상태 정보가 존재하면 데이터 패킷 전송을 위한 RTS 패킷을 전송하며, CTS 패킷을 수신하면 데이터 패킷을 전송한다.
여기서, 상기 CA-MAC 프로토콜(130)에 의해 데이터 패킷은 데이터 패킷을 버퍼링하는 버퍼(120)의 사이즈가 기 설정된 임계값 클 경우에만 전송되며, 그에 따라 전력 소모를 최소화하여 통신을 수행한다. 그리고, 상기 각 센서 노드들은, 버 퍼(120)에서 데이터 패킷의 개수가 기 설정된 임계값보다 작거나 또는 타이머가 온 상태시, RTS 패킷을 수신하지 못하면 슬립 상태로 전환한다. 이때, 데이터 패킷의 전송 이후 불필요한 아이들 리스닝(idle listening) 시간을 감소시키기 위해 상기 CA-MAC 프로토콜(130)은 각 센서 노드을 슬립 상태로 전환하도록 하며, 그에 따라 송수신 데이터 패킷이 존재하지 않을 때 전력 소모를 최소화한다. 이때, 무선 네트워크 시스템에 포함된 센서 노드들이 보다 많은 슬립 동작 기회를 갖게 되며, 그 결과 무선 네트워크 시스템에 존재하는 모든 센서 노드들의 전력 소모가 최소화되며, 뿐만 아니라 시스템의 성능 및 효율이 향상된다.
그리고, 상기 각 센서 노드들이 동일한 임계값을 갖게 될 경우, 단일-홉(single-hop) 네트워크의 센서 노드들에서 전력 효율이 향상된다. 예컨대, 임의의 한 센서 노드에 해당하는 버퍼에서 버퍼링되는 데이터 패킷이 임계값을 초과 시까지 전송 대기 중일 경우, 버퍼링되는 데이터 패킷이 임계값이 되면 상기 임의의 한 센서 노드는 다음 센서 노드로 데이터 패킷을 전송한다. 이때, 모든 센서 노드들이 동일한 임계값을 가짐으로 다음 센서 노드는 데이터 패킷을 수신하자 마자 해당 버퍼가 가득 차게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템의 CA-MAC 프로토콜(130)은 전력 소모를 최소화하며, 또한 멀티-홉(multi-hop) 네트워크에서도 동일하게 전력 소모를 최소화하기 위해 각 센서 노드에 해당하는 버퍼(120)의 임계값을 싱크 노드(sink node)로부터 홉 카운트(hop-count)에 상응하여 결정한다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 멀티-홉 네트워크의 CA-MAC 프로토콜을 보다 구체적으로 설명하 기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 CA-MAC 프로토콜이 적용된 멀티-홉 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 CA-MAC 프로토콜은, 싱크 노드(210)로부터 홉 카운트의 수에 따라 각 센서 노드들(220,230,240,250), 예컨대 센서 노드A(220), 센서 노드B(230), 센서 노드C(240), 및 센서 노드D(250)에 해당하는 버퍼의 임계값을 결정한다. 여기서, 센서 노드A(220)의 홉 카운트는 1이고, 센서 노드B(230)의 홉 카운트는 2이고, 센서 노드C(240)의 홉 카운트는 3이면, 센서 노드D(250)의 홉 카운트는 4이다. 이때, 상기 CA-MAC 프로토콜은, 홉 카운트가 작은 센서 노드에 해당하는 버퍼의 임계값을 보다 큰 값으로 설명함이 바람직하다.
이러한 다중-홉 네트워크에서 상기 CA-MAC 프로토콜에 의해, 센서 노드D(250)의 버퍼가 임계값을 초과한 후 상기 센서 노드D(250)가 센서 노드C(240)로 데이터 패킷을 전송할 경우, 상기 센서 노드C(240)의 임계값이 이전 노드인 센서 노드D(250) 의 임계값보다 큰 값을 가짐으로 상기 센서 노드C(250) 뿐만 아니라 다른 센서 노드들, 즉 센서 노드 B(230) 및 센서 노드 A(220)는 슬립 상태로의 전환이 가능하며, 그에 따라 네트워크의 전력 소모를 최소화한다.
상기 CA-MAC 프로토콜은, α와 λ, 두 개의 파라미터를 이용하여 상기 임계값을 결정하며, 상기 α는 상기 홉 카운트에 의해 결정되는 파라미터이고, 상기 λ는 상기 임계값의 변화율을 의미한다. 여기서, 상기 α가 소스 데이터 패킷(Ntotal) 의 홉 카운트와 싱크 데이터 패킷(Nown)의 홉 카운트 간 차이값 이상일 경우, 상기 임계값(Qthresh)는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00002
상기 수학식 2에서, Qtotal는 버퍼의 사이즈를 의미하며, 이때 상기 α가 소스 데이터 패킷(Ntotal)의 홉 카운트와 싱크 데이터 패킷(N own )의 홉 카운트 간 차이값보다 작거나 또는 동일 홉 카운트, 즉 근원 센서 노드들일 경우 상기 임계값(Qthresh)는 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00003
여기서, 상기 λ가 1/2이고 α가 4일 경우, 도 2에 도시한 다중 홉 네트워크에서, 상기 센서 노드D(250)의 임계값은 Qtotal/16이 되고, 상기 센서 노드C(240)의 임계값은 Qtotal/8, 상기 센서 노드B(230)의 임계값은 Qtotal/4가 되며, 상기 센서 노드A(220)의 임계값은 Qtotal/2가 된다. 이때, 상기 각 센서 노드들의 버퍼가 다음 센서 노드보다 큰 임계값을 가질 경우, 각 센서 노드들은 슬립 상태로 전환할 기회를 보다 많이 갖게 된다. 여기서, 각 센서 노드의 버퍼가 임계값을 초과 할 때까지 슬 립 상태로 전환할 확률이 높으므로 전력 소모를 최소화하며, 또한 전송 지연의 증가를 방지하기 상기 CA-MAC 프로토콜은, 전술한 바와 같이 각 센서 노드들에 해당하는 버퍼의 임계값 결정 이외에 데이터 패킷의 중요도를 고려하여 데이터 패킷의 전송을 결정한다.
즉, 상기 CA-MAC 프로토콜은, 각 센서 노드에 해당하는 버퍼에 중요도가 큰 데이터 패킷이 버퍼링되고 있을 경우, 상기 중요도가 큰 데이터 패킷에 해당하는 센서 노드가 즉시 상기 데이터 패킷을 전송하도록 지원한다. 그에 따라, 상기 CA-MAC 프로토콜은, 전체 무선 네트워크 시스템의 전력 소모를 최소화할 뿐만 아니라 중요도가 큰 데이터 패킷을 우선적으로 빠르게 전송하여 데이터 패킷 전송의 신뢰도를 향상시킨다. 그러면 이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜 간의 성능을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이렇게 전술한 바와 같은 MAC 프로토콜을 적용하여 통신을 수행하는 무선 네트워크 시스템에서의 전력 소모는, 각 센서 노드들의 활동 기간 동안 발생하며, 상기 각 센서 노드들의 활동 기간의 비교를 통해 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜 간의 성능 비교가 가능하다. 이때, 상기 S-MAC 프로토콜은, 전술한 바와 같이 고정된 듀티 사이클을 이용함으로 활동 기간의 길이는 전체 시간에 비례하여 증가한다.
Figure 112009075479465-pat00004
보다 구체적으로 설명하면, 표 1에 나타낸 바와 같은 파라미터들을 통해 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜 간의 성능을 비교 및 분석하게 되며, 이때 상기 S-MAC 프로토콜의 전체 활동 기간(TASMAC)은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00005
상기 각 센서 노드들은, 수학식 4에 나타낸 바와 같은 상기 S-MAC 프로토콜에서의 전체 활동 기간(TASMAC)의 동기(SYNC) 섹션 후, 타이머가 온 상태에서 활동이 존재하지 않을 경우, 슬립 상태로 전환한다. 그에 따라, 상기 T-MAC 프로토콜의 전체 활동 기간(TATMAC)는 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00006
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜의 전체 활동 기간(TAPPMAC)은, Qthresh〈 Qa 이거나, p 확률로 버퍼에 중요도가 큰 데이터 패킷이 존재할 경우, 하기 수학식 6과 같이 나타낼수 있다.
Figure 112009075479465-pat00007
여기서,
Figure 112009075479465-pat00008
이 되며, 이때 버퍼에 중요도가 큰 데이터 패킷이 존재하지 않고 RTS 패킷이 q 확룰로 수신하지 않을 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜의 전체 활동 기간(TAPPMAC)은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00009
또한, 상기 RTS 패킷이 수신된 후 데이터 패킷이 (1-p-q) 확률로 이웃한 센서 노드들로 전송될 경우 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜의 전체 활동 기간(TAPPMAC)은 하기 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00010
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜의 전체 활동 기간(TAPPMAC)은 최종적으로 하기 수학식 9과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00011
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜을 무선 네트워크 시스템에 존재하는 각 센서 노드들 간 통신 시에 적용할 경우, 저 전력 동작 및 절전 동작을 지원하여 전력 소모를 최소화하며, 특히 단일 홉 네트워크 뿐만 아니라 다중 홉 네트워크에서도 동일하게 전력 소모를 최소화한다. 그러면 이하에서는, 다중 홉 네트워크에서 21개의 센서 노드들을 포함하는 선형 네트워크를 일 예로 하여, 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜을 설명하기로 한다.
여기서, 상기 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜 간의 성능 비교를 위해 다음과 같이 가정한다. 우선, 첫 번째 센서 노드는, 소스 노드이고 마지막 센서 노드는 싱크 노드이며, 토폴러지는 센서 노드들 간에 고정된 거리를 가지며 센서 노드들의 수가 증가함에 따라 네트워크 크기가 증가한다. 이때, 상기 센서 노드의 수를 16에서 100까지 증가시키고 데이터 패킷의 크기는 시뮬레이션 전체에서 100 바이트로 고정된다. 그리고, 메시지 간격은 1초이며, 상기 센서 노드들 중에서 소스 노드는 임의로 선택한다. 즉, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 파라미터들의 조건에서 상기 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜 별 시뮬레이션 그래프는 도 3 내지 도 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075479465-pat00012
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜을 적용하여 시뮬레이션한 그래프를 도시한 도면이다. 여기서, 상기 S-MAC 프로토콜의 프레임 시간은 1초이고 듀티 사이클은 10%이며, 전력 소모량은, 각 모니터링 노드들에서 소모된 전력 소모량으로, 슬립 상태에서 20 μA, 데이터 패킷의 수신 시 4mA, 데이터 패킷의 전송 시 10mA가 된다.
우선, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜의 제어 오버헤드, 즉 RTS 패킷, CTS 패킷, 및 ACK 패킷의 개수에서, 상기 CA-MAC 프로토콜을 적용함에 따라 사용된 제어 패킷들의 수가 현저하게 감소된다. 이러한 제어 패킷들의 개수 감소는, 통신 시 전력 소모의 감소를 가져오며, 뿐만 아니라 상기 CA-MAC 프로토콜과 함께 각 센서 노드들은 데이터 패킷들의 개수가 임계값을 초과할 경우에만 데이터 패킷을 전송하며, 그에 따라 제어 패킷 오버헤드를 현격하게 감소시키며, 결과적으로는 무선 네트워크 시스템의 전체적인 전력 소모를 최소화하고 성능을 극대화한다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜을 적용하여 낮은 트래픽 부하에서 하나의 홉 별로 측정된 평균 메시지 지연 시간은, 가장 큰 지연 시간을 갖는다. 이러한 지연 시간은, 상기 CA-MAC 프로토콜에서 각 센서 노드들의 해당 버퍼에 버퍼링되는 데이터 패킷이 임계값에 초과할 때까지 대기함에 따라 가장 지연 시간을 갖게되며, 그에 따라 각 센서 노드들이 슬립 동작의 기회를 보다 많이 갖게 되어 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 이때, 중요도가 큰 데이터 패킷에 대해서는 우선적으로 각 센서 노드들이 전송하도록 지원, 즉 중요도가 큰 컨텍스트의 데이터 패킷들을 다음 센서 노드로 즉시 전송하며, 중요도가 큰 데이터 패킷에 대한 상기 CA-MAC 프로토콜의 지연 시간은 주기적인 슬립 동작을 수행하지 않는 MAC 프로토콜에서의 지연 시간과 유사한 값을 갖는다.
그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜의 전체 전력 소모는 센서 노드들의 수에 따라 함께 증가한다. 이때, 네트워크가 상대적으로 클 경우, 상기 CA-MAC 프로토콜의 전력 소모는, 각각 S-MAC 프로토콜일 경우의 67%, T-MAC 프로토콜일 경우의 75% 정도이다.
아울러, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜을 적용하여 동일한 개수의 데이터 패킷이 전송될 경우, 각 프로토콜 별 누적 활동 기간은, 활동 기간이 고정된 S-MAC 프로토콜이 최대 활동 기간을 가지며, 또한 상기 CA-MAC 프로토콜은 T-MAC 프로토콜 보다 7% 정도 더 작은 활동 기간에 데이터 패킷 전송을 완료한다.
이렇게 본 발명의 실시 예에서는, 무선 네트워크 시스템에서 각 센서 노드들의 통신 시 전력 소모를 최소화하기 위한 MAC 프로토콜로 CA-MAC 프로토콜을 제안하였으며, 이때 상기 CA-MAC 프로토콜은, 데이터 패킷의 전송 여부를 결정하기 위한 각 센서 노드들에 해당하는 버퍼에 대한 임계값을 각각 결정한다. 이때, 상기 임계값은 각 센서 노드에서 싱크 노드까지의 거리, 예컨대 홉 수에 의해 결정되며, 이렇게 결정된 임계값을 이용하여 데이터 패킷의 개수 및 중요도에 상응하여 데이터 패킷을 전송함으로써, 무선 네트워크 시스템에 포함된 각 센서 노드들 간 통신을 지원하며, 이때 무선 네트워크 시스템의 전체적인 전력 소모를 최소화하고 성능을 극대화한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 CA-MAC 프로토콜이 적용된 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 CA-MAC 프로토콜이 적용된 멀티-홉 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 CA-MAC 프로토콜과, S-MAC 프로토콜 및 T-MAC 프로토콜을 적용하여 시뮬레이션한 그래프를 도시한 도면.

Claims (22)

  1. 무선 네트워크 시스템에서 통신 지원 장치에 있어서,
    상기 무선 네트워크 시스템에 포함된 복수의 센서 노드들로 전송하기 위한 데이터 패킷을 생성하는 상위 계층 프로세서;
    상기 생성된 데이터 패킷을 버퍼링하는 버퍼;
    컨텍스트 적응형 매체 접속 제어(CA-MAC: Context Adaptive Media Access Control) 프로토콜을 적용하여 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 처리하는 데이터 링크 계층 프로세서; 및
    상기 처리된 데이터 패킷을 해당 센서 노드들과 송수신하는 물리적 계층 프로세;를 포함하되,
    상기 버퍼는, 각 센서 노드들에 해당하는 소정 버퍼를 각각 포함하며,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 센서 노드들의 홉 카운트를 고려하여 상기 각 소정 버퍼들의 임계값을 각각 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 버퍼링된 데이터 패킷의 상태 정보를 확인하여 처리하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상태 정보는, 상기 버퍼링된 데이터 패킷의 개수 및 중요도 정보인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상위 계층 프로세서는, 상기 데이터 패킷의 생성 시 상기 데이터 패킷의 헤더에 감지 시간, 수신 센서 노드 식별자, 상기 데이터 패킷의 컨텍스트 레벨을 기록하는 것을 특징으로 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 버퍼링된 데이터 패킷의 개수 및 컨텍스트 중요도에 상응하여 해당 데이터 패킷을 전송하도록 지원하는 것을 특징으로 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각 센서 노드들의 홉 카운트는, 싱크 노드로부터 해당 센서 노드까지의 홉 카운트인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 싱크 노드는, 상기 복수의 센서 노드들 중에서 다중 홉 네트워크를 형성하는 센서 노드들의 마지막 센서 노드인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 센서 노드들 중에서 상기 홉 카운트가 큰 센서 노드에 해당하는 소정 버퍼의 임계값을 큰 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 소정 버퍼들에서 버퍼링된 데이터 패킷의 개수가 상기 결정된 임계값보다 크면, 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 다음 센서 노드로 전송하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 소정 버퍼들에서 버퍼링된 데이터 패킷의 중요도가 다른 데이터 패킷의 중요도보다 크면, 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 다음 센서 노드로 전송하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 장치.
  12. 무선 네트워크 시스템에서 통신 지원 방법에 있어서,
    상기 무선 네트워크 시스템에 포함된 복수의 센서 노드들로 전송하기 위한 데이터 패킷을 생성하는 단계;
    상기 생성된 데이터 패킷을 버퍼링하는 단계;
    상기 버퍼링된 데이터 패킷에 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어(CA-MAC: Context Adaptive Media Access Control) 프로토콜을 적용하여 처리하는 단계; 및
    상기 처리된 데이터 패킷을 해당 센서 노드들과 송수신하는 단계;를 포함하되,
    상기 버퍼링하는 단계는, 각 센서 노드들에 해당하는 소정 버퍼들을 통해 데이터 패킷 별로 각각 버퍼링하며,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 센서 노드들의 홉 카운트를 고려하여 상기 각 소정 버퍼들의 임계값을 각각 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 버퍼링된 데이터 패킷의 상태 정보를 확인하여 처리하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 상태 정보는, 상기 버퍼링된 데이터 패킷의 개수 및 중요도 정보인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통 신 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 패킷을 생성하는 단계는, 상기 데이터 패킷의 생성 시 상기 데이터 패킷의 헤더에 감지 시간, 수신 센서 노드 식별자, 상기 데이터 패킷의 컨텍스트 레벨을 기록하는 것을 특징으로 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 버퍼링된 데이터 패킷의 개수 및 컨텍스트 중요도에 상응하여 해당 데이터 패킷을 전송하도록 지원하는 것을 특징으로 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  17. 삭제
  18. 제12항에 있어서,
    상기 각 센서 노드들의 홉 카운트는, 싱크 노드로부터 해당 센서 노드까지의 홉 카운트인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 싱크 노드는, 상기 복수의 센서 노드들 중에서 다중 홉 네트워크를 형성하는 센서 노드들의 마지막 센서 노드인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 센서 노드들 중에서 상기 홉 카운트가 큰 센서 노드에 해당하는 소정 버퍼의 임계값을 큰 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 소정 버퍼들에서 버퍼링된 데이터 패킷의 개수가 상기 결정된 임계값보다 크면, 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 다음 센서 노드로 전송하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 컨텍스트 적응형 매체 접속 제어 프로토콜은, 상기 각 소정 버퍼들에서 버퍼링된 데이터 패킷의 중요도가 다른 데이터 패킷의 중요도보다 크면, 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 다음 센서 노드로 전송하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 매체 접속 제어 프로토콜을 이용한 통신 방법.
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