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2008/7/4( 金 ) 情報科学科 cs4 年　 渡辺研究室　横田翔子

Impact of Directional Antennas on Ad Hoc Routing 著者： Romit Roy Choudhury Nitin H. Vaidya 　出典： Personal Wireless Communication 2003 ， pp590-600. 2008/7/4( 金 ) 情報科学科 cs4 年　 渡辺研究室　横田翔子. 1. 背景 (1/2). ■ アドホックネットワーク ・インフラに依存せず通信できるネットワーク 　無指向性アンテナを使用 　通信を行わない方向に電波を放射 　空間利用効率の低下.

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2008/7/4( 金 ) 情報科学科 cs4 年　 渡辺研究室　横田翔子

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Presentation Transcript

  1. Impact of Directional Antennas on Ad Hoc Routing著者：Romit Roy Choudhury Nitin H. Vaidya　出典：Personal Wireless Communication 2003，pp590-600 2008/7/4(金) 情報科学科cs4年　 渡辺研究室　横田翔子 1

  2. 背景(1/2) ■ アドホックネットワーク ・インフラに依存せず通信できるネットワーク • 　無指向性アンテナを使用 • 　通信を行わない方向に電波を放射 • 　空間利用効率の低下 無指向性アンテナのビーム 無指向性アンテナの通信 2

  3. 背景(2/2) ■　指向性アンテナの利用 • 通信を行うノードの方向のみビーム送信　・空間利用効率の向上 空間利用率の向上 指向性アンテナのビーム

  4. 提案方式 • ■指向性アンテナを用いたアドホックネット　　　　 ワークプロトコル提案 • A．DirectionalMAC(DiMAC)プロトコル • B．Directional Source Routing(DDSR)プロトコル • C．Delayed Route Reply Optimization

  5. アンテナモデル ■　N個のビームから形成 ■　ビームは円錐型の放射線で，2π/Nの角度 ■　2つの操作モード 　　・無指向性 　　・指向性 　　　無指向性よりも指向性　　の方が高利得のため　　送信距離が拡大

  6. A. DiMACプロトコル(1/2) ■　チャネル確保はRTS/CTS交換で行う ■　各ノードは2つのテーブルを保持 　　□　近隣ノードテーブル・ノードID 　　 ・アンテナビーム：近隣ノードにパケットを送るときに使うビーム 　　□　DiNAVテーブル・アンテナビーム：近隣ノードからのRTS/CTSを受信するビーム ・WhetherBlockedフラグ

  7. A. DiMACプロトコル(2/2) ■　DiNAVテーブルの使われ方 1 1 ・ノードAがノードCと通信 2 2 4 4 ・ノードBのビーム2と4はWhetherblockedフラグがセット 3 3 ・ノードBは他のビームを使って通信を始める A B C B A

  8. B. DSR over DiMAC(DDSR) ■　DSR(Dynamic Source Routing)プロトコルを改良 DSRは無指向性アンテナを使ってRREQパケットをフラッディングしルート探索 ■　DiMACを使ってsweepし、RREQをフラッディングしルート探索 sweepとは・・・ ■　sweepを行っているときは、バックオフの後にパケットを送信 指向性アンテナビームを使って N方向に同じパケットを送ること

  9. C. Delayed Route Reply Optimization ■　DDSRを改良した、最適なルートを選ぶ方法 • DDSRの問題点 ・最短ルートでないルートが最適ルートとみなされる 　　　　・sweepによって生じるRREQ到着時間の差 • 改良点 ・宛先ノードがT期間RREP送信を延期・RREQを受け取ったノード全てに返信させない

  10. 性能評価 ①DSR，DDSRのスループットを評価 ②DSR，DDSRのルーティングオーバーヘッドを評価 • シミュレーション環境　 Qualnet simulator • 静的なネットワーク • 比較対象トポロジ 　　・グリッド配置：ノード間隔200m 　　・ランダム配置 • フローパターン 　　・1フロー，3フロー

  11. ①スループットの評価(1/2) ■　グリッドトポロジでのシミュレーション 送信元から宛先までの距離でスループットを評価 • ビーム幅が小さいときDDSRとDSRのスループットの差は大きくない • 同じ方向に多くのノードがあると特定の方向へ干渉が発生 • 特定の方向への干渉で空間利用効率が低下 ランダムトポロジでのシミュレーションを行う

  12. ①スループットの評価(2/2) single flow, 3Parallel flowはグリッドトポロジ DDSRビーム幅360°はDSRと同じ ◍ランダムトポロジでは、DDSRはDSRよりもスループットが高い ◍ランダムトポロジでは、グリッドトポロジよりもスループットが高い ◍グリッドトポロジ、複数フローのとき、DDSRはDSRよりもスループットが低下

  13. ②ルーティングオーバーヘッドの評価(1/3) ■　DDSRはオーバーヘッドが大きい • SweepはN個の方向にパケットを送信する • ノード配置が密な場合は同じ方向に干渉が発生

  14. ②ルーティングオーバーヘッドの評価(2/3) ■　Selective Forwarding Optimization DDSRにおけるオーバーヘッドを減らす方法 ･受信ビームと反対側のビームのみ使いRREQ伝搬⇒望まない方向への制御パケット送信を回避 RREQの流れ：S→X→Y→Z→D 1 2 5 3 5 1 X D 6 2 2 2 Y S 6 6 Z 5 3 3 3 4 4 4

  15. ②ルーティングオーバーヘッドの評価(3/3) • Selective Forwarding Optimizationを使ったときのオーバーヘッド sweepでパケットをブロードキャスト DDSRビーム幅360°はDSRと同じ

  16. 結果 ■　アドホックネットワークにおける指向性アンテナの有効性を評価 • グリッドトポロジでは提案方式を使うのは好ましくない • ランダムトポロジのとき提案方式は有効 • パケットをフラッディングするときは、selectiveForwarding Optimizationを用いることでオーバーヘッドを減少できる

  17. 自分の考察 ■　Selective Forwarding Optimization を使ってのルート構築時間とスループットの評価 -本論ではシミュレーションは行われていない -オーバーヘッド減少の影響

  18. おわり

  19. DSR(Dynamic Source Routing Protocol)(1/2) ■　無指向性アンテナを用いたオンデマンド　ルーティングプロトコル ■　２つのフェーズ 　　　①経路探索フェーズ■キャッシュへの問い合わせ・キャッシュにある場合は送信　　　　 ・キャッシュにない場合は経路検索 　　　②経路維持フェーズ ■経路エラー(REER)パケットによって経路維持

  20. DSR(Dynamic Source Routing Protocol)(2/2) ①経路探索フェーズ [S] [S，A] A [S，A，D] D G S [S，B，C] [S] [S，B，C] C [S，B，C，F] F B [S，B] [S，B，C] [S，B，C，E] E RREQ RREP

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