[論文レビュー] Simulation Based: Study and Analysis of Routing Protocol in Vehicular Ad-hoc Network Environment

Vaishali D. Khairnar, Shrikant Pradhan|arXiv (Cornell University)|Mar 24, 2014

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 11被引用数 6

ひとこと要約

このシミュレーションベースの研究では、インドのネルールからヴァーシー間の都市環境において、1,200台の車両を対象に、VANETにおけるアドホックルーティングプロトコルをIEEE 802.11p規格を用いて評価している。研究では、パケット配信率（PDR）やエンドツーエンド（E2E）遅延といったパフォーマンス指標に基づき、プロトコルを比較し、高い移動性を持つVANET環境で最も優れた性能を示すルーティングプロトコルを特定している。

ABSTRACT

A Vehicular Ad hoc Network consists of vehicles which communicate with each other and exchange data via wireless communication links available between the vehicles which are in communication ranges of vehicles to improve the road safety in city.The communication between vehicles is used to provide road safety, comfort and entertainment.The performance of communication depends on how better routing takes place in the network.Routing data between the source and destination vehicle depends on the routing protocols being used in vehicular adhoc network.In this simulation based study we investigated about different ad hoc routing protocols for vehicular adhoc network.The main goal of our study was to identify which ad hoc routing protocol has better performance in highly mobile environment of vehicular adhoc network.We have measured the performance of routing protocols using 802.11p in vehicular adhoc network in which we considered the scenario of city i.e. Route between Nerul and Vashi where we have taken 1200 different types of vehicles and checked their performance.Routing protocols are selected after the literature review.The selected protocols are then evaluated through simulation under 802.11p in terms of performance metrics i.e PDR & E2E delay.

研究の動機と目的

• 高密度移動型の車両アドホックネットワーク（VANET）におけるさまざまなアドホックルーティングプロトコルの性能を評価すること。
• 高い車両密度を特徴とする都市部の交通シナリオにおけるルーティングプロトコルがネットワーク性能に与える影響を分析すること。
• PDRやE2E遅延といった主要指標に基づき、VANETで最も効果的なルーティングプロトコルを特定すること。
• 1,200台の車両を含む現実的な都市環境（ネルールからヴァーシー）をシミュレーションし、プロトコルのスケーラビリティと信頼性を評価すること。
• 車両通信のためのIEEE 802.11p無線規格に基づくVANETにおけるルーティングプロトコルの比較分析を提供すること。

提案手法

• インドのネルールからヴァーシー間の現実の都市部車両ネットワークシナリオをシミュレーションした。1,200台の車両を対象とした。
• 既存のアドホックルーティングプロトコルに関する文献レビューに基づき、VANETに適したプロトコルを選定した。
• VANETにおける無線通信にIEEE 802.11p規格を実装した。
• パケット配信率（PDR）とエンドツーエンド（E2E）遅延という2つの主要指標を用いてパフォーマンスを測定した。
• シミュレーションツールを用いて、車両の移動性、通信範囲、データ送信を動的都市環境でモデル化した。
• 交通密度や移動パターンの変化に伴うプロトコルの挙動を評価し、耐障害性と効率性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高移動性の都市部VANET環境において、どのアドホックルーティングプロトコルが最高のパケット配信率（PDR）を達成するか？
• RQ2 都市ベースのVANETシナリオにおいて、エンドツーエンド（E2E）遅延は異なるルーティングプロトコルでどのように変化するか？
• RQ3 移動パターンと車両密度は、VANETにおけるルーティングプロトコルの性能にどのように影響を与えるか？
• RQ4 どのルーティングプロトコルが現実の都市交通状況において最も安定的かつスケーラブルな性能を示すか？
• RQ5 IEEE 802.11p規格は、VANETにおけるルーティングプロトコルの性能にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 研究では、都市部の交通状況下で、特定のルーティングプロトコルがPDRおよびE2E遅延の観点で他より優れた性能を示したことが判明した。
• プロアクティブまたはハイブリッドメカニズムを備えたプロトコルは、リアクティブプロトコルと比較して、高い移動性環境下でもより高い安定性を示した。
• シミュレーション結果から、PDRはプロトコルによって顕著に異なることが明らかになった。特に、最も優れた性能を示したプロトコルは顕著に高い配信率を達成した。
• エンドツーエンド遅延は、高い車両移動性に起因する頻繁なトポロジーチェンジを効率的に処理できるプロトコルで最小限に抑えられた。
• ルーティングプロトコルの性能は、特に都市部の通路部において、車両密度および移動パターンに極めて敏感に影響を受けることが判明した。
• IEEE 802.11p規格は信頼性の高い通信を可能にしたが、ネットワークパフォーマンスを最適化するにはプロトコル選定が極めて重要であることが示された。