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研究報告 隠れ端末及び deafness 問題を解決する指向性 MAC プロトコルについて

研究報告 隠れ端末及び deafness 問題を解決する指向性 MAC プロトコルについて. 2009/01/22( 木 ) 7051-0100 横田翔子. 1. 1 ．研究背景 (1/2). アドホックネットワークの普及 インフラに依存しない通信 無指向性アンテナ利用 指向性アンテナの利用 通信距離の拡大 空間利用効率の向上 指向性 MAC プロトコル SWAMP(Smart Antennas Basesd Wider-range Access MAC) 著者：長島勝城、高田昌忠、渡辺尚　　　出典：電子情報通信学会論文誌

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研究報告 隠れ端末及び deafness 問題を解決する指向性 MAC プロトコルについて

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  1. 研究報告隠れ端末及びdeafness問題を解決する指向性MACプロトコルについて研究報告隠れ端末及びdeafness問題を解決する指向性MACプロトコルについて 2009/01/22(木) 7051-0100 横田翔子 1

  2. 1．研究背景(1/2) • アドホックネットワークの普及 • インフラに依存しない通信 • 無指向性アンテナ利用 • 指向性アンテナの利用 • 通信距離の拡大 • 空間利用効率の向上 • 指向性MACプロトコル • SWAMP(Smart Antennas Basesd Wider-range Access MAC) 著者：長島勝城、高田昌忠、渡辺尚　　　出典：電子情報通信学会論文誌 • DMAC(Directional MAC) 著者：R.R. Choudhury,X.Yang,R.Ramanathan and N.H.Vaidya 　出典：Mobile Computing and Network(MobiCom) 2

  3. 2．研究背景(2/2) • 指向性アンテナを使うときの問題点 • 指向性隠れ端末問題 • 指向性deafness問題 Collision • XとYが通信中 • ZがXに通信しようとする • ZのビームがXとYの通信を破壊 X Y Z • 隠れ端末問題を解決するMACプロトコル • BRTS(BackwardRTS) • RCTS(RelayedCTS) 著者：M.Sekido,M.Takata, M.Bandai and T. Watanabe出典：IEEE Global Telecommunications Conference 赤：送信ビーム　青：受信ビーム • XとYが通信中 • ZがXに通信しようとする • XはZからの受信に失敗する X Y • deafness問題を解決するMACプロトコル • Circular DMAC 著者：T. Korakis, G. Jakllari and L. Tassiulas • 　　　　出典：ACM Mobile Ad Hoc Networking and Computing Z 3

  4. 代理端末の役割 (1)隠れ端末に送信を待機するように通知 (2)Deaf端末からの送信を受信し、送信を待機するように通知 3．研究目的 • 指向性隠れ端末・deafness問題への対処 • 両方の問題は通信中の端末は他の端末の通信状況がわからないことが原因 通信中の端末の代理端末を立てる 両方同時に対処する指向性MACプロトコルを提案 4

  5. RTS CTS RES BCTS DATA ACK RTS 4．提案方式(1/2)（隠れ端末問題への対処） Z X M Y 赤：送信ビーム　青：受信ビーム M Y Z X • XとYはRTS/CTS交換 • XはRES(Reservation)フレームを送信し代理端末としてMを選択 • MはXの方向にBCTS(BackWardCTS)フレームを送信 • BCTSを受信したZは、XとYの通信が終わるまで待機 5

  6. RTS RTS CTS RES DATA RCR ACK 5．提案方式(2/2)（Deafness問題への対処） Z X M Y X Y M Z 赤：送信ビーム　青：受信ビーム • XとYはRTS/CTS交換 • XはRESフレームを送信しMを代理端末として選択 • MはXとY以外の方向に巡回受信を行う • ZがXに向かって通信を開始 • MはXの代わりにZからのRTSを受信 • MはZにRCR(ReCoveRy)フレームを送信し、XとYの通信終了時間までZに • 　　待機させる 6

  7. 6．シミュレーション手順 • 2端末でDMACを動かす • 3端末で隠れ端末問題を発生させる • 3端末でdeafness問題を発生させる • 提案方式で隠れ端末問題への対処 • 手順2とのスループットの比較 • 提案方式でdeafness問題への対処 • 手順3とのスループット比較 • 提案方式で隠れ端末・deafness問題両方の対処 • 手順4と5を組み合わせる • グリッド・ランダム配置でのシミュレーション • 代理端末の決め方を考慮したシミュレーション

  8. 7．基礎評価(1/2) • シミュレーションパラメータ 5 8 2 4 1 7 0 3 6

  9. 7．基礎評価(2/2) • 手順2、3の評価 • DMACにおけるシミュレーション • ルートを固定して隠れ端末・deafness問題発生 隠れ端末問題発生時のトポロジ 5 8 2 deafness問題発生時のトポロジ 5 8 1

  10. 8．まとめと今後の課題 • まとめ • 指向性隠れ端末問題とdeafness問題を同時に解決する方法を提案 • 代理端末の導入 • DMACにおけるシミュレーション • 今後の課題 • 代理端末の選択方法 • シミュレーション評価 • シミュレーション手順４～６の実装 • ルート固定で、代理端末がある場合のプログラムの実装 • 代理端末がない場合とスループットの比較 10

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