[논문 리뷰] Energy Efficient Location Aided Routing Protocol for Wireless MANETs

Mohammad A. Mikki|ArXiv.org|2009. 09. 01.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 18인용 수 75

한 줄 요약

이 논문은 이동형 애드혹 네트워크(MANET)를 위한 에너지 효율적인 위치 기반 라우팅(EELAR) 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 중심 기지국을 통해 목적지 노드 주변의 국소화된 하위 영역으로 라우팅 탐색을 제한하여 에너지 소비와 제어 패킷 오버헤드를 줄인다. NS-2에서의 시뮬레이션 결과, EELAR는 AODV, LAR, DSR보다 제어 패킷 오버헤드와 전달 비율 측면에서 뛰어나며, 여섯 개의 사전 정의된 하위 영역 내 국소화된 플러딩으로 인해 라우팅 오버헤드가 크게 감소한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 라우팅 탐색 중 높은 에너지 소비와 과도한 제어 패킷 오버헤드 문제를 해결하기 위해.
• 전체 네트워크 플러딩 대신 더 작은 지리적 영역으로 라우팅 탐색 범위를 제한하여 이동 노드의 에너지 고갈을 줄이기 위해.
• 중앙 기지국에서 제공하는 위치 정보를 활용하여 국소화된 플러딩을 이끌어내어 MANET의 라우팅 효율성을 향상시키기 위해.
• 기존 프로토콜인 AODV, LAR, DSR와 비교하여 제어 패킷 오버헤드와 패킷 전달 비율 측면에서 네트워크 성능을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 기준 기지국을 중심으로 한 원형 네트워크 영역을 여섯 개의 동일한 하위 영역으로 나누어 라우팅 탐색을 국소화한다.
• 기지국은 라우팅 결정을 위한 실시간 이동 노드 위치 테이블을 유지 관리한다.
• 라우팅 탐색 중 제어 패킷은 전체 네트워크가 아닌 목적지 노드가 속한 특정 하위 영역 내에서만 플러딩된다.
• 이 프로토콜은 라우팅 탐색 범위를 제한하여 불필요한 전송을 최소화하기 위해 위치 기반 라우팅을 사용한다.
• 정기적인 위치 업데이트를 통해 이동 노드가 기지국에 위치 정보를 제공함으로써 정확한 위치 정보를 유지한다.
• NS-2를 사용하여 다양한 네트워크 조건에서 AODV, LAR, DSR와의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 라우팅 탐색을 국소화된 하위 영역으로 제한하면 MANET에서 제어 패킷 오버헤드를 줄일 수 있는가?
• RQ2 위치 추적 기능이 있는 중심 기지국의 사용이 이동형 애드혹 네트워크의 에너지 효율성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 반응형 라우팅 프로토콜에서 전역 플러딩 대비 국소화된 플러딩이 전달 비율 향상에 얼마나 기여하는가?
• RQ4 에너지 효율성과 라우팅 오버헤드 측면에서 EELAR는 AODV, LAR, DSR와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 동적 이동성 조건 하에서 하위 영역 기반 라우팅은 네트워크 성능을 유지하거나 향상시키는가?

주요 결과

• EELAR는 한 개의 하위 영역 내 국소화된 플러딩 덕분에 AODV, LAR, DSR보다 제어 패킷 오버헤드가 크게 감소한다.
• 프로토콜은 AODV, LAR, DSR보다 더 높은 패킷 전달 비율을 달성하여 라우팅 신뢰성 향상을 보여준다.
• 이동 노드가 더 적은 제어 패킷을 전송하기 때문에 에너지 소비가 감소하여 배터리 수명이 연장된다.
• 기지국을 통한 위치 추적을 통해 전역 네트워크 플러딩 없이도 더 효율적인 라우팅 탐색이 가능해진다.
• 시뮬레이션 결과, EELAR는 제어 오버헤드와 전달 비율 측정치에서 기존 프로토콜을 모두 능가함을 입증한다.
• 프로토콜의 성능 향상은 위치 인식과 하위 영역 기반 라우팅 범위의 조합 덕분으로 기인한다.