[論文レビュー] Energy Efficient Location Aided Routing Protocol for Wireless MANETs

Mohammad A. Mikki|ArXiv.org|Sep 1, 2009

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 18被引用数 75

ひとこと要約

本論文は、移動型アドホックネットワーク（MANET）におけるエネルギー消費と制御パケットのオーバーヘッドを低減するために、中央ベースステーションを用いて宛先ノード周辺の局所的サブ領域にルート発見を限定することで、エネルギー効率の良いロケーションアシストルーティング（EELAR）プロトコルを提案する。NS-2におけるシミュレーション結果は、EELARがAODV、LAR、DSRよりも制御パケットのオーバーヘッドと配信レートで優れていることを示しており、6つの事前に定義されたサブ領域内での局所的フラッディングにより、ルーティングオーバーヘッドが顕著に低減されている。

ABSTRACT

A Mobile Ad-Hoc Network (MANET) is a collection of wireless mobile nodes forming a temporary network without using any centralized access point, infrastructure, or centralized administration. In this paper we introduce an Energy Efficient Location Aided Routing (EELAR) Protocol for MANETs that is based on the Location Aided Routing (LAR). EELAR makes significant reduction in the energy consumption of the mobile nodes batteries by limiting the area of discovering a new route to a smaller zone. Thus, control packets overhead is significantly reduced. In EELAR a reference wireless base station is used and the network's circular area centered at the base station is divided into six equal sub-areas. At route discovery instead of flooding control packets to the whole network area, they are flooded to only the sub-area of the destination mobile node. The base station stores locations of the mobile nodes in a position table. To show the efficiency of the proposed protocol we present simulations using NS-2. Simulation results show that EELAR protocol makes an improvement in control packet overhead and delivery ratio compared to AODV, LAR, and DSR protocols.

研究の動機と目的

• ルート発見中に高いエネルギー消費と過剰な制御パケットのオーバーヘッドが生じる移動型アドホックネットワーク（MANET）の課題に対処すること。
• 全ネットワークフラッディングではなく、より小さな地理的領域にルート発見の範囲を制限することで、モバイルノードのエネルギー消費を低減すること。
• 中央ベースステーションからの位置情報を利用することで、局所的フラッディングをガイドする位置情報に基づくルーティングを活用し、MANETにおけるルーティング効率を向上させること。
• AODV、LAR、DSRなどの既存プロトコルと比較して、制御パケットのオーバーヘッドとパケット配信率という観点からネットワーク性能を向上させること。

提案手法

• 基準ベースステーションを中心とする円形ネットワーク領域を、6つの等しいサブ領域に分割して、ルート発見を局所化する。
• ベースステーションは、ルーティング意思決定のためのリアルタイムのモバイルノード位置テーブルを維持する。
• ルート発見中、制御パケットは全ネットワークではなく、宛先ノードが属する特定のサブ領域内でのみフラッディングされる。
• プロトコルは、ルート発見の範囲を制限することで不要な送信を最小限に抑える位置情報に基づくルーティングを用いる。
• 正確な位置情報の維持のため、モバイルノードからベースステーションへの定期的な位置更新に依存する。
• NS-2を用いたシミュレーションにより、AODV、LAR、DSRと比較して、さまざまなネットワーク状態下での性能を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ルート発見を局所的サブ領域に制限することで、MANETにおける制御パケットのオーバーヘッドを低減できるか？
• RQ2 位置追跡機能を備えた中央ベースステーションの使用が、モバイルアドホックネットワークにおけるエネルギー効率にどのように影響するか？
• RQ3 反応型ルーティングプロトコルにおいて、グローバルフラッディングと比較して、局所的フラッディングはどれほど配信率の向上に寄与するか？
• RQ4 EELARはAODV、LAR、DSRと比較して、エネルギー効率とルーティングオーバーヘッドの観点でどのように差をつけるか？
• RQ5 動的移動性の下でも、サブ領域ベースのルーティングはネットワーク性能を維持または向上させるか？

主な発見

• EELARは、1つのサブ領域内での局所的フラッディングにより、AODV、LAR、DSRと比較して制御パケットのオーバーヘッドが顕著に低減されている。
• プロトコルは、AODV、LAR、DSRよりも高いパケット配信率を達成しており、ルーティングの信頼性が向上していることが示唆される。
• モバイルノードがより少ない制御パケットを送信するため、エネルギー消費が低減され、バッテリー寿命が延びる。
• ベースステーションによる位置追跡の利用により、グローバルネットワークフラッディングを必要とせずに、より効率的なルート発見が可能になる。
• シミュレーション結果は、EELARが制御オーバーヘッドと配信率の両方において、既存プロトコルを上回っていることを示している。
• プロトコルの性能向上は、位置情報の認識とサブ領域ベースのルーティング範囲の組み合わせに起因している。