[論文レビュー] Distributed Robust Geocast Multicast Routing for Inter-Vehicle Communication

Harshvardhan P. Joshi, Mihail L. Sichitiu+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 31, 2022

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)被引用数 57

ひとこと要約

DRG は VANET における完全に分散された状態なしの geocast ルーティング手法を提示し、距離ベースのバックオフと角度/カバレッジ基準を用いて冗長性を削減しつつ、動的トポロジにもデリバリーを維持します。

ABSTRACT

Numerous protocols for geocast have been proposed in literature. It has been shown that explicit route setup approaches perform poorly with VANETs due to limited route lifetime and frequent network fragmentation. The broadcast based approaches have considerable redundancy and add significantly to the overhead of the protocol. A completely distributed and robust geocast approach is presented in this paper, that is resilient to frequent topology changes and network fragmentation. A distance-based backoff algorithm is used to reduce the number of hops and a novel mechanism to reduce redundant broadcasts is introduced. The performance of the proposed protocol is evaluated for various scenarios and compared with simple flooding and a protocol based on explicit route setup.

研究の動機と目的

• 高いモビリティと頻繁なフラグメンテーションのため、VANET における geocast の必要性を動機づける。
• 隣接ノードテーブルなしで geocast のための完全に分散された状態なし転送アルゴリズムを提案する。
• 距離ベースのバックオフと冗長なブロードキャストを削減する機構を導入する。
• 2次元および1次元のターゲット領域へのデリバリーを保証し、ネットワーク分割に対処する。
• 後から領域に入るノードへメッセージを届けるための時間持続型 geocast を提案する。

提案手法

• 転送のために最も遠いノードを優先させ、送信を削減するため距離ベースのバックオフを使用する。
• バックオフを用いた転送アルゴリズムを定義: BO_d(R_tx,d)=MaxBO_d · S_d((R_tx−d)/R_tx).
• フラグメンテーションを克服し ZOR にメッセージを生存させるためにバースト再送信と長いバックオフを組み込む。
• 2次元シナリオへ拡張するため、角度閾値とカバレージ比の概念を導入し、リレー選択を統制し過度な重なりを防ぐ。
• 定期的な再ブロードキャストと継続性タイマーを用いた時間持続型 geocast スキームを採用し、遅参者へ届ける。
• DRG を flooding と比較する SWANS/STRAY シミュレーションによる評価を提供する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 頻繁なトポロジ変更とフラグメンテーションを伴う VANET において、完全に分散された状態なし geocast プロトコルは高いデリバリ率を達成できるか。
• RQ2 距離ベースのバックオフと角度/カバレージ基準をどのように用いて、ターゲット地理領域のカバレージを確保しつつ冗長性を最小化できるか。
• RQ3 初期伝搬後に ZOR に入る車両へのデリバリに対して、時間持続型 geocast はどのような影響を与えるか。
• RQ4 簡易 flooding と比較した DRG のオーバーヘッドとデリバリ信頼性のトレードオフは何か。
• RQ5 転送アルゴリズムは一方向の高速道路と二次元の市街地路網の両方で効果的に機能するか。

主な発見

• DRG は特に分断されたネットワークにおいて、f flooding と同等またはそれ以上のデリバリ比を達成する。
• DRG のエンドツーエンド遅延は、よく接続されたネットワークでは密度に対する感度が低く、主に分断解消のために増加する。
• 距離ベースのバックオフが送信を削減するため、密なネットワークでは DRG は flooding より低いオーバーヘッドを発生させる。
• ZOR にメッセージを生存させる仕組み（時間持続）により、初期伝搬後に領域へ入るノードへ配信される。
• 疎なネットワークでは、分断を克服するため再送によってオーバーヘッドを増やしながら配送を維持する。
• PDR は遅参者へ配信するメッセージ持続性により、DRG の PDR は100%を超えることがある。