Slotted ALOHA-based Random Access Protocol for Wireless-Powered Sensor Networks

무선전력 센서 네트워크를 위한 Slotted ALOHA 기반의 랜덤 접속 프로토콜

In this paper, we propose a slotted-ALOHA-based random access protocol and derive the optimal number of random slots that maximize channel throughput when multiple energy harvesting sensor devices perform random access in wireless-powered sensor networks (WPSN). Throughput numerical analysis, we prove that the throughput has a concavity with respect to the number of random slots and obtain the optimal number of slots. Simulation results show that the throughput of the proposed slotted ALOHA-based random access protocol is maximize when the derived optimal number of slots is employed in the considered WPSN.

본 논문에서는 무선전력 센서 네트워크에서 다수의 센서 노드가 하베스팅한 에너지를 이용하여 데이터를 기지국으로 전송하고자 할 때, slotted ALOHA 기반의 랜덤 접속 프로토콜을 제안하고 채널 처리율을 최대화하는 최적의 랜덤 슬롯의 개수를 도출한다. 수학적 분석을 통하여 처리율이 랜덤 슬롯 개수에 따라 concavity를 가짐을 밝히고 최적의 슬롯 개수를 구한다. 시뮬레이션을 통하여 고려하는 무선전력 센서 네트워크에서 제안하는 slotted ALOHA 기반의 랜덤 접속 프로토콜이 최적 랜덤 슬롯 개수를 사용할 때 처리율이 최대화됨을 확인하였다.