[논문 리뷰] 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)|2012. 03. 15.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 9인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 다양한 정지 시간과 노드 밀도 조건에서 TCP 및 CBR 트래픽 모델을 사용한 VANET에서 AODV 및 DSR 라우팅 프로토콜의 성능을 평가한다. 결과적으로 CBR 환경에서는 DSR이 패킷 전달 비율과 지연 측면에서 AODV를 능가하는 것으로 나타났으며, TCP 환경에서는 특히 고밀도, 저정지 시간 조건에서 AODV가 더 낮은 손실을 기록해 더 우수한 성능을 보였다.

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.

연구 동기 및 목표

• 동적 이동성 조건에서 차량형 애드 hoc 네트워크(VANETs)에서 AODV 및 DSR 라우팅 프로토콜의 성능 평가.
• 다양한 정지 시간과 노드 밀도가 전달 비율, 지연, 패킷 손실과 같은 핵심 성능 지표에 미치는 영향 분석.
• TCP(신뢰성 있음, 연결 기반) 및 CBR(일정 비트율, 실시간)라는 두 가지 다른 트래픽 모델에서 AODV 및 DSR의 동작 비교.
• 네트워크 밀도와 이동성 패턴에 기반한 최적의 프로토콜 선택 도출을 통한 신뢰성 있는 VANET 통신 확보.

제안 방법

• 노드 밀도(저, 중, 고)와 정지 시간(저, 중, 고)을 다양하게 설정한 NS-2 시뮬레이터를 사용한 VANET 환경 시뮬레이션.
• 두 가지 온디맨드 라우팅 프로토콜인 AODV(애드혹 온디맨드 디스턴스 벡터)와 DSR(다이내믹 서브 라우팅)를 라우트 발견 및 유지 메커니즘을 기반으로 평가.
• 두 가지 연결 유형을 사용한 트래픽 생성: CBR(고정 비율, 확인 없음) 및 TCP(신뢰성 있음, 재전송 및 확인 기능 있음).
• 세 가지 성능 지표 측정: 패킷 전달 비율(PDR), 평균 엔드 투 엔드 지연, 손실 패킷 비율(LPR) 모든 파rameter 조합에 대해 측정.
• 50–250 ms의 다양한 정지 시간 간격에서 90, 120, 150개 노드 시뮬레이션의 데이터 수집 및 분석.
• 비교 그래프 및 성능 표를 제시하여 이동성 및 트래픽 조건에 따른 프로토콜 동작 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 노드 밀도가 TCP 및 CBR 트래픽 모델에서 AODV 및 DSR의 패킷 전달 비율(PDR)에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ2 정지 시간이 VANET에서 AODV 및 DSR의 엔드 투 엔드 지연과 패킷 손실에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ3 CBR 트래픽 하에서 PDR 및 지연 측면에서 AODV 또는 DSR 중 어떤 프로토콜이 더 우수한가? 이는 TCP 하에서 어떻게 비교되는가?
• RQ4 정지 시간과 노드 밀도를 동시에 증가시킬 경우 성능 지표는 어떻게 변화하는가?
• RQ5 어떤 이동성 및 트래픽 조건에서 DSR이 AODV보다 효율적이며, 반대로 AODV가 DSR보다 효율적인가?

주요 결과

• 저밀도 노드 및 저정지 시간 조건에서 TCP 트래픽에서는 DSR이 AODV보다 높은 PDR(높음 대 평균)를 기록하지만, CBR 트래픽에서는 두 프로토콜 모두 높은 PDR를 보였다.
• CBR 트래픽 하에서 저밀도 환경에서는 AODV가 DSR보다 평균 엔드 투 엔드 지연이 낮았지만, 고밀도, 고정지 조건에서는 DSR이 더 낮은 지연을 유지했다.
• 고밀도 네트워크에서 저정지 시간 조건에서는 CBR 하에서 DSR의 PDR(평균)가 AODV(높음)보다 낮게 나타나, AODV가 번성하는 트래픽 하에서 더 우수한 확장성을 보였다.
• TCP 하에서 AODV는 DSR보다 더 높은 손실 패킷 비율(평균)을 기록했으며, 특히 고밀도, 고정지 조건에서 두드러져 DSR이 신뢰성 있는 전송 환경에서 뛰어난 신뢰성을 보였다.
• CBR 하에서 고밀도 환경에서는 AODV가 DSR보다 더 낮은 손실 비율(낮음 대 평균)을 유지해 일정 비율 트래픽 하에서 더 높은 효율성을 보였다.
• 고정지 시간 조건에서는 TCP 및 CBR 모두에서 두 프로토콜이 높은 PDR을 기록했지만, CBR 하에서는 AODV가 DSR보다 더 낮은 엔드 투 엔드 지연, TCP 하에서는 더 높은 지연을 보여 DSR보다 AODV가 지연 측면에서 유리했다.