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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

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. 2009/03/19( 木 ) 静岡大学情報学部 横田翔子，萬代雅希，渡辺尚. 1. 　研究背景 (1/2). アドホックネットワークへの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 DMAC(Directional MAC) [ Choudhury, MobiCom02] SWAMP [ 長島 , 高田 , 渡辺 , 信学論 , 2004] 指向性 MAC プロトコルの問題 指向性隠れ端末問題 Deafness 問題.

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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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Presentation Transcript

  1. 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 2009/03/19(木) 静岡大学情報学部 横田翔子，萬代雅希，渡辺尚

  2. 1.　研究背景(1/2) • アドホックネットワークへの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 • DMAC(Directional MAC) [Choudhury, MobiCom02] • SWAMP[長島, 高田, 渡辺, 信学論, 2004] • 指向性MACプロトコルの問題 • 指向性隠れ端末問題 • Deafness問題

  3. 2.　研究背景(2/2) Collision • 指向性MACプロトコルの問題点 • 指向性隠れ端末問題 • ZのビームがXとYの通信を破壊 • 解決策 • BRTS(BackwardRTS)，RCTS(RelayedCTS) [Sekido, Takata, Bandai, Watanabe, GLOBECOM05] • deafness問題 • Zが再送を繰り返す • 解決策 • Circular RTS [Korakis, MobiHoc03] X Y Z X Y Z 赤：送信ビーム　青：受信ビーム

  4. 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プロトコルを検討

  5. RTS CTS RES BCTS DATA ACK RTS 4.　提案方式(1/2)（指向性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 代理端末が隠れ端末の送信を待機させることで，隠れ端末問題を回避 • XとYはRTS/CTS交換 • XはRES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

  6. RTS RTS CTS RES DATA RCR ACK 4.　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 • 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フレームを送信し、XとYの通信終了時間までZに待機 代理端末がdeaf端末の送信を検出し，送信を抑えることで，deafness問題を回避

  7. 5.　基礎評価(1/3) • シミュレーションパラメータ

  8. 5.　基礎評価(2/3) • 指向性隠れ端末問題発生時 • 　シミュレーショントポロジ • 1-2間のレート大 • 　⇒隠れ端末問題発生 • 　⇒スループット低下 CTS RTS DATA ACK SIFS SIFS Backoff SIFS DIFS • 考察 • 提案方式のスループット予想 • (RTS-CTS-RES-DATA-ACK):3.56Mbps • スループット改善：0.44Mbps • オーバーヘッド：0.42Mbps CTS ACK RES RTS DATA SIFS SIFS SIFS Backoff SIFS DIFS オーバーヘッドとスループット向上 ⇒性能の向上小

  9. 5.　基礎評価(3/3) • Deafness問題発生時 • 　シミュレーショントポロジ • 2-3間のレート大 • 　⇒deafness問題が発生 • 　⇒スループット低下 • (2-3間10Mbps：　0Mbps) Time out Time out SIFS SIFS SIFS Backoff DIFS DIFS Backoff DIFS Backoff RTS DATA CTS RTS RTS ACK SIFS SIFS SIFS SIFS SIFS SIFS DIFS Backoff ACK RCR RTS DATA CTS RTS • 考察 • 提案方式のスループット予想：1.87Mbps Deafness問題に 対しては効果が 期待できる

  10. 6.　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 • 指向性隠れ端末問題に対しては効果が小さい • deafness問題に対しては効果が期待できる • 今後の課題 • 提案プロトコルの詳細な評価 • 特にdeafness問題 • 代理端末の選択方法

  11. 　　　　　　　　　　　　おわり ご静聴ありがとうございました

  12. スループット予想(1/2) • 1シーケンスにかかる時間を計算(隠れ端末問題) CTS ACK RES RTS DATA SIFS SIFS SIFS Backoff SIFS DIFS

  13. スループット予想(2/2) • 1シーケンスにかかる時間を計算(deafness問題) ACK RCR DATA+SIFS+ACK CTS RTS DATA RTS SIFS Backoff SIFS DIFS SIFS SIFS SIFS SIFS

  14. 5.　基礎評価(3/3) • Deafness問題発生時 • 2-3間のレート大 • 　⇒deafness問題が発生 • 　⇒スループット低下 • (2-3間10Mbps：　0Mbps) • 考察 • 提案方式のスループット予想：1.87Mbps Deafnessによるスループット低下 • 　シミュレーショントポロジ

  15. スループット予想(1/2) • 1シーケンスにかかる時間を計算(隠れ端末問題) CTS ACK RES RTS DATA SIFS SIFS SIFS Backoff SIFS DIFS

  16. 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

  17. 5.　基礎評価(4/4) • Deafness問題発生時(理論値) • RTSリトライ数小 ⇒deafnessの影響小 ⇒DMACの方が高スループット • RTSリトライ数大 • ⇒提案方式の方が高スループット 約1.87Mbps 提案方式によるDeafness抑制で スループット向上 • RTSリトライ数2 SIFS SIFS SIFS DIFS Backoff Time out Time out DIFS Backoff ACK DATA Backoff DIFS RTS RTS RTS CTS

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