현재 ad hoc 라우팅 프로토콜들은 두 노드사이의 동일한 전파 전송 영역을 가정한 대칭 링크만을 지원하는데 반해 이동 ad hoc 망에서는 각각의 노드들의 전파 전송 영역의 차이로 인해 잦은 비대칭 링크가 발생한다. 본 논문에서는 라우팅 프로토콜의 성능을 향상 시키고 비대칭 라우팅 프로토콜을 구현하기 위한 링3설정 알고리즘을 제시한다. 이를 기존 AODV 라우팅 프로토콜에 적용한 경우를 GlomoSim을 이용한 시뮬레이션을 통해 성능 평가하였다.
본 논문은 기존의 cdma2000 망에 MS로만 자체 통신망을 구성하는 Ad Hoc Networking을 지원하게 함으로써 기존의 cdma2000 망에서의 문제점인 통신환경이 열악한 지역에서의 양질의 통신을 가능하게 해주고, cdma2000 망의 최소한의 제어로 Ad Hoc Networking을 구성함으로써 MS Conferencing, Home Networking 등의 통신환경을 지원해줄 수 있는 등의 통신질의 향상을 가져오는 방안을 제시한다.
무선 ad hoc 네트워크는 고정된 기반 망의 도움없이 이동 단말만으로 구성된 자율적이고 독립적인 네트워크로 최근 다양한 분야에서의 활용이 논의되고 있다. 그러나, ad hoc 네트워크는 구성이 변하기 쉬운 환경이므로 불법 노드가 네트워크 자원소비 및 경로방해 등의 동작이 용이하므로 라우팅 프로토콜 보호가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 무선 ad hoc 네트워크에서의 대표적인 안전한 라우팅 프로토콜인 Ariadne 프로토콜, ARAN 프로토콜 그리고 SAODV 프로토콜에 관하여 기술하고자 한다.
기존에 제시된 ad hoc 라우팅 프로토콜에는 안정성에 대한 부분이 고려되어 있지 않다. 본 논문에서는 기존의 DSR ad hoc 라우팅 프로토콜에 안정성을 접목한 SDSR 라우팅 프로토콜을 제시한다. SDSR은 DSR에 안정성 제공을 위해 abnormal node detector와 neighbor table이라는 것을 추가한다. abnormal node detector는 네트워크 내에 abnormal 노드를 탐지해 네트워크에서 고립시켜 네트워크에 안정성을 제공하고 neighbor table에 있는 priority를 값에 따라 이웃 노드에서 들어온 패킷을 처리함으로써 효율적인 처리 능력을 제공한다. 본 논문에서는 abnormal node detector와 neighbor table을 통해 어떤 방식으로 네트워크에 안정성을 제공하는지 살펴보도록 하겠다.
이동성을 가진 다수의 노드들로 구성된 AdHoc 무선 네트워크는 유선망이나 기지국이 존재하지 않는 환경에서 통신망을 구성하기 위한 목적으로 연구되어 왔다. AdHoc 무선 네트워크에서 라우팅 프로토콜은 이동 노드들간의 연결을 위한 경로를 제공하며, 본 논문에서는 무선 AdHoc 라우팅 프로토콜 중 AODV(AdHoc OnDemand Distance Vector routing)의 개선된 알고리즘을 제안하고자 한다. AODV는 경로획득, 경로유지. 경로복구의 크게 3단계로 나누어져 있고, AODV에서의 경로복구는 전체 경로를 재설정하는 것으로 많은 오버헤드를 가지고 있다. 제안한 방법에서는 링크손실로 인한 경로복구의 과정을 링크 손실이 발생한 인접 지역내에서 행하게 함으로써 전체적인 성능 향상을 가져왔다.
자율적으로 구성 되는 Adhoc 망에서 에너지원의 특성이 다른 노드들 간의 다른 우선순위를 주어서 라우팅에 참여 하게 한다. 즉 전력 면에서 풍부한 노드는 전력 소비가 큰 작동인 라우팅 동작에 적극적으로 참여하고 전력 면에서 부족한 노드는 라우팅 동작에 참여 비율을 낮추어서 전력을 아낀다. 이러한 방법은 전처적인 노드의 사용가능 지속 시간을 높일 수 있다. 특히 소규모의 Adhoc 망의 경우 노드 하나 하나가 계속해서 통신에 참여해야 하기 때문에 전체 적으로 전력 소비에 균형을 맞추는 방법이 필요하다.
대부분의 Ad hoc 라우팅 프로토콜은 네트워크의 규모에 비례하여 경로 설정에 따른 오버헤드가 증가한다. 이에 반해 Geographic 라우팅 프로토콜은 노드의 지리적인 위치만을 이용하여 패킷을 forwarding하기 때문에 각각의 노드는 자신의 이웃 노드에 대한 정보만 유지하면 된다. 따라서 Geographic 라우팅 프로토콜이 큰 규모의 Ad hoc 네트워크 환경에 적합하다. 이러한 Geographic 라우팅은 목적지의 위치를 얻기 위해 Location service를 필요로 한다. 본 논문에서는 Geographic 라우팅 프로토콜을 큰 규모의 네트워크 환경에 적용할 수 있도록. 효율적인 Location service를 제공하는 TLD를 제안한다.
무선 Ad hoc 망에서의 인접 노드 정보는 여러 가지 방법을 이용하여 효율적으로 사용할 수 있다. 기존에 제안된 방법들에서는 인접 노드 정보를 얻기 위하여, 망에 있는 모든 노드들이 주기적인 hello 패킷을 전송하여 자신의 존재를 주변에 알리며, 이는 귀중한 무선자원을 낭비하는 결과를 초래한다. 본 논문에서는 무선 Ad Hoc 망에서 flooding이 자주 일어난다는 사실에 착안하여, 이 flooding 패킷 정보로부터 인접 노드 정보를 획득하기 위한제어 부하를 줄이는 방법을 제안한다.
이 논문에서는 기존 연구 활동에 쓰이는 NS-2 시뮬레이터와 최근 대만의 National Chiao Tung University에서 개발하여 주목을 받고 있는 네트워크 시뮬레이터인 NCTUns에서 On-Demand 방식의 Ad Hoc 라우팅 프로토콜 중 AODV와 DSR의 성능을 분석하여 그 결과를 논하였다. NCTUns의 경우 작은 규모의 실험에서는 원할 한 성능을 보여주지만 노드수가 증가하면 불안정한 성능을 보여준다. 그러나 NS-2의 경우 NCTUns가 보여준 문제점 없이 원할 한 통신을 보여준다. 이에 앞으로의 실험에서는 Ad Hoc 관련 실험에서 보다 안정적인 성능을 보이고 있는 NS-2의 프로토콜 모듈을 NCTUns에 보강하면 보다 안정적인 시뮬레이터가 될 것으로 기대한다.
In recent years, the employment of directional antennas in ad hoc networks has significantly increased. MAC protocols for ad hoc networks with directional antennas have the potentiality of spatial reuse, large coverage range and network capacity, which mitigates the negative effects associated with omnidirectional antenna systems. However, they suffer from some issues such as hidden terminal problems, deafness, neighbor discovery, flaws with directional carrier sensing, etc. In this paper, we have surveyed the MAC protocols for ad hoc networks with directional antennas, which have been published in the literature, and compared them qualitatively in terms of major characteristics and network performances.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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