[論文レビュー] Comparison of Random Waypoint & Random Walk Mobility Model under DSR, AODV & DSDV MANET Routing Protocols

Muhammad Zaheer Aslam, Abdur Rashid Khan|arXiv (Cornell University)|Apr 13, 2011

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 10被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、NS-2シミュレーションを用いて、MANETにおけるランダムウォークおよびランダムウェイポイント移動モデル下でのDSR、AODV、DSDVルーティングプロトコルの性能を評価している。結果として、一時停止時間がゼロの場合、両方の移動モデルにおいて、配信レート、スループット、ルーティングオーバーヘッドの観点でほぼ同一の性能を示すが、一時停止時間が増加するにつれてランダムウェイポイントモデルでは差が顕著になり、経路断絶が減少し、安定性が向上することが明らかになった。

ABSTRACT

Mobile Adhoc Network is a kind of wireless ad hoc network where nodes are connected wirelessly and the network is self configuring. MANET may work in a standalone manner or may be a part of another network. In this paper we have compared Random Walk Mobility Model and Random Waypoint Mobility Model over two reactive routing protocols Dynamic Source Routing (DSR) and Adhoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) protocol and one Proactive routing protocol Distance Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Our analysis showed that DSR, AODV & DSDV under Random Walk and Random Way Point Mobility models have similar results for similar inputs however as the pause time increases so does the difference in performance rises. They show that their motion, direction, angle of direction, speed is same under both mobility models. We have made their analysis on packet delivery ratio, throughput and routing overhead. We have tested them with different criteria like different number of nodes, speed and different maximum number of connections.

研究の動機と目的

• モバイルアドホックネットワークにおけるDSR、AODV、DSDVルーティングプロトコルの性能を評価・比較すること。
• ランダムウォークおよびランダムウェイポイント移動モデルが、主要な性能指標に与える影響を分析すること。
• 一時停止時間が異なる移動パターン下でのプロトコル動作およびネットワーク安定性に与える影響を調査すること。
• 移動状態が変化する条件下で、プロアクティブ型（DSDV）とリアクティブ型（DSR、AODV）プロトコルのどちらが優れた性能を示すかを特定すること。

提案手法

• 200秒間、670×670の領域に10～50ノードを用いて、NS-2を用いたシミュレーションを実施した。
• 2つの移動モデルを用いた：ランダムウォーク（一時停止時間ゼロ）およびランダムウェイポイント（25秒間の一時停止時間）。
• 512バイトのパケット、1パケット/秒の生成レートを有する一定ビットレート（CBR）トラフィックを適用した。
• 性能指標には、配信レート、正規化ルーティングオーバーヘッド、スループットが含まれた。
• シナリオファイルは'trsetdest'ツールを用いて生成され、NS-2内の'cbrgen.tcl'スクリプトを介してCBRトラフィックが作成された。
• ノード数、速度（10～50）、最大接続数（20%～60%）を変化させた条件で、比較分析が実施された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ランダムウォーク移動モデル下で、DSR、AODV、DSDVの各プロトコルは、配信レート、スループット、ルーティングオーバーヘッドの観点でどのように性能を示すか？
• RQ2 25秒間の一時停止時間を有するランダムウェイポイント移動モデル下で、同じプロトコルはどのように性能を示すか？
• RQ3 同一のネットワーク条件下で、ランダムウォークとランダムウェイポイント移動モデルが、性能に顕著な差を生じる程度はどの程度か？
• RQ4 ランダムウェイポイントモデルにおける一時停止時間の増加が、経路断絶および全体的なプロトコル性能に与える影響は何か？
• RQ5 ランダムウォークおよびランダムウェイポイント両モデル下で、リアクティブ型（DSR、AODV）とプロアクティブ型（DSDV）のどちらのルーティングプロトコルがより優れた性能を示すか？

主な発見

• 一時停止時間がゼロの場合、ランダムウォークおよびランダムウェイポイント移動モデルは、配信レート、スループット、ルーティングオーバーヘッドの観点で、3つのルーティングプロトコルすべてにおいて区別できない性能を示した。
• ランダムウェイポイントモデルにおける一時停止時間の増加に伴い、経路断絶が減少し、性能の安定性が向上し、ランダムウォークとは顕著な差が生じた。
• リアクティブプロトコル（DSRおよびAODV）は、特に高い移動性下でも、配信レートおよびスループットにおいて、プロアクティブ型のDSDVを一貫して上回った。
• DSDVは、定期的なルーティングテーブル更新のため、DSRおよびAODVと比較して著しく高い正規化ルーティングオーバーヘッドを示した。
• ノード数の増加に伴い、すべてのプロトコルでスループットが向上したが、DSDVはその増加が最も遅かった。これは、プロアクティブ型の性質によるものである。
• 本研究では、類似した条件下でDSRがAODVよりも少ないルーティング負荷を発生させることを確認した。これは、動的環境下での効率性を裏付けるものである。