[論文レビュー] Performance Evaluation of Aodv&DSR with Varying Pause Time&Node Density Over TCP&CBR Connections in Vanet

Bijan Paul, Abu Naser Bikas|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2012

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 9被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、TCPおよびCBRトラフィックモデルを用いて、異なる一時停止時間とノード密度の下でVANETにおけるAODVおよびDSR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、CBR条件下ではDSRがパケット配信効率（PDR）と遅延の両面でAODVを上回るが、TCP条件下では特に高密度・低一時停止時間の状況下で、AODVが損失率が低く、より優れた性能を示す。

ABSTRACT

Vehicular ad hoc network is formed by cars which are called nodes; allow them to communicate with one another without using any fixed road side unit. It has some unique characteristics which make it different from other ad hoc network as well as difficult to define any exact mobility model and routing protocols because of their high mobility and changing mobility pattern. Hence performance of routing protocols can vary with the various parameters such as speed, pause time, node density and traffic scenarios. In this research paper, the performance of two on-demand routing protocols AODV & DSR has been analyzed by means of packet delivery ratio, loss packet ratio & average end-to-end delay with varying pause time and node density under TCP & CBR connection.

研究の動機と目的

• 動的移動状態下におけるVANET（車両型アドホックネットワーク）におけるAODVおよびDSRルーティングプロトコルの性能を評価すること。
• 一時停止時間とノード密度の変動が、配信効率、遅延、パケット損失といった主要な性能指標に与える影響を分析すること。
• TCP（信頼性あり、接続指向）とCBR（一定ビットレート、リアルタイム）という2つの異なるトラフィックモデルにおけるAODVおよびDSRの挙動を比較すること。
• ネットワーク密度と移動パターンに基づいて、信頼性のあるVANET通信に最適なプロトコル選定を特定すること。

提案手法

• ノード密度（低、中、高）と一時停止時間（低、中、高）を変化させたNS-2シミュレータを用いたVANET環境のシミュレーション。
• オンデマンドルーティングプロトコル2種類を評価：AODV（アドホック・オンデマンド・ディスタンス・ベクタ）とDSR（ダイナミック・ソース・ルーティング）のルート発見および維持メカニズムを用いる。
• 2種類の接続タイプを用いたトラフィック生成：CBR（固定レート、確認応答なし）とTCP（信頼性あり、再送信および確認応答あり）。
• 3つの性能指標を測定：パケット配信効率（PDR）、平均エンドツーエンド遅延、損失パケット比（LPR）を、すべてのパラメータの組み合わせに対して評価。
• 50–250 msの複数の一時停止時間インターバルにおいて、90、120、150ノードのシミュレーションから得たデータを収集・分析。
• 比較的グラフと性能表を用いて、異なる移動状態およびトラフィック条件下でのプロトコル挙動を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ノード密度が、TCPおよびCBRトラフィックモデル下でのAODVおよびDSRのパケット配信効率（PDR）に与える影響は何か？
• RQ2 一時停止時間が、VANETにおけるAODVおよびDSRのエンドツーエンド遅延およびパケット損失に与える影響は何か？
• RQ3 CBRトラフィック下でPDRおよび遅延の観点から、AODVとDSRのどちらがより優れた性能を示すか？また、TCP下での比較はいかがなっているか？
• RQ4 一時停止時間とノード密度を同時に増加させた場合、性能指標はどのように変化するか？
• RQ5 どのような移動状態およびトラフィック条件下でDSRがAODVよりも効率的であり、逆にAODVがDSRよりも効率的となるか？

主な発見

• 低ノード密度および低一時停止時間条件下では、TCPトラフィックにおいてDSRはAODVよりも高いPDR（高対平均）を達成するが、CBRでは両プロトコルとも高いPDRを示す。
• CBRトラフィックでは、低密度状況下でAODVがDSRよりも低い平均エンドツーエンド遅延を示すが、高密度・高一時停止時間条件下ではDSRがより低い遅延を維持する。
• 高密度ネットワークにおける低一時停止時間条件下では、DSRはCBR下で平均のPDRを示すが、AODVは高いPDRを示すため、AODVはバーストトラフィック下でのスケーラビリティに優れている。
• TCP下では、DSRはAODVよりも高い損失パケット比（平均）を示すが、特に高密度・高一時停止時間状況下で顕著であり、信頼性のあるトランスポート下でのDSRの優れた信頼性を示唆している。
• CBR下では、高密度環境下でAODVはDSRよりも低い損失率（低対平均）を維持するため、一定レートトラフィック下での効率性に優れている。
• 高一時停止時間条件下では、TCPおよびCBRの両方で両プロトコルとも高いPDRを達成するが、CBR下ではAODVがDSRよりも低いエンドツーエンド遅延を示し、TCP下では逆にDSRがより高い遅延を示す。