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IP기반 센서 네트워크를 위한 6LoWPAN 게이트웨이 구조에서 패킷 압축 성능평가

Performance Evaluation of Packet Compression in the 6LoWPAN Gateway Architecture for IP-based Sensor Networks

초록/요약

유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)란 "필요한 모든 것(곳)에 전자태그(Radio Frequency IDentification: RFID) 를 부착하고 이를 통하여 사물의 인식정보는 물론 주변의 환경정보까지 탐지하여 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 것"을 의미한다. 궁극적으로 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제(anytime), 어디서나(anywhere), 네트워크, 디바이스, 서비스에 관계없이 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다. 따라서 USN에 관련된 연구, 즉 센서 및 센서 네트워크에 대한 연구는 오래 전부터 계속되어 왔다. 2004년 말부터 저전력 센서 네트워크인 LoWPAN(Low power Wireless Personal Area Network)에 IPv6를 적용하려는 움직임이 시작됐다. 6LoWPAN은 IP를 사용함으로써 기존의 구축된 인프라를 그대로 이용할 수 있어서 추가 비용이 절감될 뿐만 아니라 잘 알려지고 검증된 IP 기술들을 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 본 논문에서는 IP 기반 센서 네트워크를 위한 6LoWPAN 게이트웨이 구조에서 패킷 압축 성능 평가를 하였다. 즉, 6LoWPAN과 외부 IPv6 네트워크를 연결하는 게이트웨이에서 주소 매핑 테이블을 사용하여 패킷을 압축할 때 6LoWPAN에 미치는 성능을 분석하였다. 실험을 통하여 6LoWPAN 게이트웨이에서 주소 매핑 테이블을 사용하는 것이 사용하지 않았을 경우보다 네트워크 성능을 향상 시켰음을 확인할 수 있었다.

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목차

1. 서론 ................................................................11
2. LoWPAN (IEEE 802.15.4) 기술 ........................14
3. 6LoWPAN 관련연구....................................................16
3.1 6LoWPAN 기술의 목적과 개요 ...............................16
3.2 IEEE 802.15.4 네트워크에서 IPv6 패킷 전송 방법 ...........19
3.2.1 MTU(Maximum Transmission Unit) ..................19
3.2.2 어뎁테이션 계층과 프레임 형식 ...............................20
3.2.3 헤더 압축 .....................................................23
3.2.4 Frame Delivery in a Link-Layer Mesh ..................26
4. 6LoWPAN과 IPv6 망과의 연동방안 ........................28
5. 성능 분석 ........................................................32
5.1 실험 환경 ......................................................33
5.2 실험 결과 ....................................................34
5.2.1 패킷 손실률 .....................................................34
5.2.2 평균 패킷 지연시간 ........................................35
5.2.3 남은 에너지 ....................................................37
6. 결론 .................................................................38
참고문헌 ................................................................39
Abstract ...................................................................41

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