An Efficient Flooding Algorithm for Position-based Wireless Ad hoc Networks

Rapid transmission of packets is important in mobile ad hoc networks. Therefore, a flooding algorithm which can guarantee a short delay is useful in various ways of packet transmission. Flooding algorithm is one of the packet transmission methods that broadcasts a packet to all nodes within a transmission range. It does not rebroadcast the same packet which is already received from other nodes. Basically, flooding algorithm's advantages are that it simply writes an address and a sequence number in a packet, and it can be adapted for topological changes easily. However, the basic flooding algorithm has a shortcoming that causes excessive traffic because all nodes transmit a packet at least once. To solve this problem, research about flooding algorithms that constrains duplicated transmission of packets based on probabilistic and geographical information is going on. However, the existing algorithm cannot guarantee short delay and low traffic. To reduce a delay, in this paper we propose a flooding scheme where a node which receives a broadcasted packet chooses and allocates a priority to one of its neighbor nodes and then the node transmits the packet promptly to the node to whom the priority was given. Moreover, we propose a totally fresh a roach to constrain duplicated transmission by searching a node that already received the same packet by using node's geographical position information. Lastly, we compare the performance of the proposed algorithm with the existing algorithm through simulation. The results show that the proposed algorithm can distribute packets through a lower number of total packet transmissions and faster delivery time than the existing algorithm.

위치 기반 무선 애드 혹 네트워크에서의 효율적인 플러딩 기법

무선 애드 혹 네트워크에서는 제한된 무선 자원을 효율적으로 이용하여 신속하게 패킷을 전송하는 것이 중요하다. 따라서 애드 혹 네트워크에서는 여러 가지 패킷 전송 방법 중 패킷 수신을 원하는 모든 노드에 짧은 지연 시간을 보장하여 소스 노드로부터 신속하게 패킷을 수신할 수 있는 플러딩(flooding)을 통한 패킷 전송 기법이 유용하게 쓰인다. 플러딩이란 통신 가능한 모든 노드에 패킷을 브로드캐스팅 하는 패킷 전달의 한 방식으로서, 수신한 패킷을 다시 전송하되 그 패킷을 한번이라도 전송한 경우에는 다시 전송하지 않는다. 기본적으로 플러딩은 전송할 패킷에 전송 단말의 주소와 시퀀스 번호만 기록하여 전송함으로서, 구현이 단순하고 토폴로지의 변화에 적응이 빠른 장점이 있다. 하지만 플러딩은 모든 단말이 최소 한번은 패킷 전송을 수행하기 때문에 과도한 트래픽이 발생하는 단점을 가진다. 이러한 단점을 해결하기 위해 노드의 위치 정보에 기반하거나 전송할 확률에 기반하여 패킷의 중복된 송수신을 억제하는 플러딩 기법이 다방면으로 연구되었다. 그러나 적은 트래픽과 짧은 지연 시간을 동시에 보장하는 것은 쉽지 않으며 여전히 해결과제로 남아있는 사항이다. 본 논문에서는 패킷을 수신한 노드가 자신의 주위 노드 중 패킷의 전송 방향에 대해 한 개의 노드에 전송 우선순위를 할당하고, 우선순위를 가진 노드가 패킷을 수신하면 지체 없이 패킷을 전달하도록 하여 지연 시간을 최소화시킬 수 있는 플러딩 기법을 제안한다. 또한 노드의 위치정보를 이용하여 동일한 패킷을 수신한 노드를 탐색하고 중복된 패킷의 송수신은 억제할 수 있는 새로운 방식의 플러딩 알고리즘을 제안한다. 그리고 시뮬레이션을 이용하여 제안한 알고리즘과 기존의 플러딩 기법들의 성능을 비교하고, 그 결과 제안한 알고리즘이 기존의 플러딩 방식보다 더 적은 패킷 전송 횟수로 신속하게 패킷을 전달할 수 있음을 보인다.