저전력 블루투스 네트워크에서 피코넷 간 간섭으로 인한 패킷충돌 확률 분석 (An Analysis of Packet Collision Probability due to Inter-piconet Interference in the Bluetooth Low Energy Networks)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 54권 / 8호 / 3 ~ 11페이지
· 저자명 : 김명진

초록

저전력 블루투스(BLE) 기술을 IoT(Internet of Things) 응용에 적용하는 연구 개발이 이루어지고 있다. 이러한 응용 환경의 특징은 동일 공간에 많은 피코넷이 동작할 수 있다는 것이다. 따라서 동종 네트워크 간 간섭이 발생할 가능성이 크다. BLE 데이터 채널에서는 37 개의 주파수 채널 중에서 적응 주파수도약(AFH) 방식을 적용하여 주파수를 변경하면서 마스터와 슬레이브가 통신을 한다. 같은 공간에 다수의 BLE 피코넷이 동작하면 주파수 충돌이 발생할 위험이 있으며, 이로 인해 패킷오류가 발생한다. 본 논문에서는 동기가 맞추어지지 않은 다수의 BLE 피코넷 환경에서 데이터 채널에 대해 동일 주파수채널 간섭으로 인한 패킷충돌 확률을 분석하였다. Connection 주기 대 connection 이벤트 길이의 비율을 주요 파라미터로 하여 동시에 작동하는 BLE 피코넷의 수에 따른 패킷충돌 확률을 분석하였다. 분석 결과는 주어진 공간에서 BLE 기기를 소지한 사용자 수에 따라 원하는 패킷충돌 확률을 위한 connection 이벤트 관련 파라미터의 설정에 활용할 수 있다.

영어초록

Research and development are being conducted to apply low-power Bluetooth (BLE) technology to IoT (Internet of Things) applications. The characteristic of this application environment is that many piconets can operate in the same space. Therefore, interference between homogeneous networks is likely to occur. In the BLE data channel, adaptive frequency hopping (AFH) scheme is used among the 37 frequency channels, and the master and the slave communicate while changing the carrier frequency. If there are multiple BLE piconets in the same space, there is a risk of frequency collision and packet errors will occur. In this paper, we analyze the packet collision probability due to cochannel interference in multiple asynchronous BLE piconet environments. Specifically, we analyzed packet collision probability according to the number of concurrently operating BLE piconets with the ratio of connection interval to connection event length as the main parameters. The analysis result can be used to set connection event related parameters for a desired packet collision probability according to the number of users having BLE devices in a given space.

참고자료

· 없음