디테일드 라우팅은 VLSI 설계 과정중의 하나로, 글로벌 라우팅을 수행한 후 각 라우팅 영역에 할당된 네트들을 트랙에 할당하여 구체적인 네트들의 위치를 결정하는 문제이며, 디테일드 라우팅에서 최적의 해를 얻기 위해 left-edge 알고리즘, dogleg 알고리즘, greedy 채널 라우팅 알고리즘등이 이용된다 본 논문에서는 디테일드 라우팅 문제에 대하여 유전자 알고리즘(genetic algorithm; GA)을 이용한 해 공간 탐색(solution space search) 방식을 제안하였으며, 제안한 방식을 greedy 채널 라우팅 알고리즘과 비교, 분석하였다.
기존 GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing) 프로토콜의 Greedy Forwarding에서는 항상 목적지에 가까운 노드만을 Next-Hop으로 설정하는 방식으로, 어느 특정 노드의 에너지 소모가 커지는 경향이 있는데, 이를 해결하기 위하여 기존의 Greedy Forwarding 방식에 목적지에 가까운 노드를 선택하면서 각 노드의 에너지 잔량을 고려하여 전체 네트워크의 수명(Network lifetime)을 연장시킬 수 있는 방법을 제안한다. 무선 ad hoc 네트워크를 구성하는 노드들의 한정된 에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 네트워크의 수명에 초점을 맞추어 각 노드들의 에너지 잔량을 고려하면서 최단 거리 역시 고려할 수 있는 라우팅 기법인 개선된 EAGPSR(Energy Aware Greedy Perimeter Stateless Routing)을 제안한다. 제한된 프로토콜의 성능 평가를 위하여 ns-2를 사용하였으며, 성능 평가를 통하여 GPSR과 기존의 EAGPSR와 비교하여 네트워크 수명이 향상된 것을 확인할 수 있다.
그리디 포워딩(Greedy forwarding) 기법은 주변 노드들의 정보만을 이용해 패킷을 전달하는 기법으로, 전체 라우팅 경로를 유지해야 하는 다른 애드혹 라우팅 프로토콜에 비해 경로 유지가 쉽기 때문에 토폴로지가 자주 변하는 차량간 애드혹 네트워크에 적합한 방식이라고 할 수 있다. 그리디 포워딩 기법에서는 주기적인 비콘 전송을 통해 이웃 노드들의 위치를 획득하고, 패킷을 전달할 때 수신 노드와 가장 가까운 노드를 전달 노드로 선택한다. 이러한 그리디 포워딩의 성능을 떨어뜨리는 주요 원인 중 하나는 이웃 노드가 원래의 위치에서 벗어나면서 발생하는 링크 단절 문제이다. 본 논문에서는 그리디 포워딩 기반의 라우팅 프로토콜인 Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR) 프로토콜을 바탕으로 링크 단절 문제를 해결하기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 이웃 노드의 위치와 비콘을 수신한 시간 등을 고려해 효율적이면서도 안정적인 라우팅 경로를 찾는 것을 목표로 한다. 다양한 환경에서의 실험 결과를 통해 우리는 제안하는 알고리즘이 GPSR과 기존의 연구 결과들에 비해 더 뛰어난 성능을 보이는 것을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제5권8호
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pp.1388-1403
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2011
A vehicular ad-hoc network (VANET) consists of vehicles that form a network without any additional infrastructure, thus allowing the vehicles to communicate with each other. VANETs have unique characteristics, including high node mobility and rapidly changing network topology. Because of these characteristics, routing algorithms based on greedy forwarding such as greedy perimeter stateless routing (GPSR) are known to be very suitable for a VANET. However, greedy forwarding just selects the node nearest to the destination node as a relay node within its transmission range. This increases the possibility of a local maximum and link loss because of the high mobility of vehicles and the road characteristics in urban areas. Therefore, this paper proposes a reliability-improving position-based routing (RIPR) algorithm to solve those problems. The RIPR algorithm predicts the positions, velocities, and moving directions of vehicles after receiving beacon messages, and estimates information about road characteristics to select the relay node. Thus, it can reduce the possibility of getting a local maximum and link breakage. Simulation results using ns-2 revealed that the proposed routing protocol performs much better than the existing routing protocols based on greedy forwarding.
본 논문에서는 무선 ad hoc 네트워크를 위한 위치정보 기반 에너지 고려 라우팅 프로토콜을 제안한다. 기존의 Greedy Perimeter Stateless Routing(GPSR)에서는 특정 노드에 트래픽이 부과되어 그 노드의 배터리 소모가 커지는 문제와 void 상황에 대하 문제점이 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 본 논문에서 제안한 Power Aware Greedy Perimeter Stateless Routing(PAGPSR) 프로토콜은 목적지까지 경로 설정 시 에너지 정보와 위치기반 정보를 기반으로 경로를 설정하여 기존 GPSR에서의 문제점을 해결하였다. 본 논문은 다음 홉을 설정할 때에 두 가지 사항 즉, 에너지 잔량과 목적지까지의 거리를 고려하여 다음 홉을 설정하게 되고 void 상황에 직면하였을 때에 제안하는 Limited-Flooding 방식을 택하여 다음 홉을 설정한다. 제안한 프로토콜의 성능을 평가하기 위하여 본 논문에서는 ns-2를 사용하였으며, 성능 분석을 통해 GPSR과 비교하여 네트워크 수명이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
Multihop data delivery in vehicular ad hoc networks (VANETs) suffers from the fact that vehicles are highly mobile and inter-vehicle links are frequently disconnected. In such networks, for efficient multihop routing of road safety information (e.g. road accident and emergency message) to the area of interest, reliable communication and fast delivery with minimum delay are mandatory. In this paper, we propose a multihop vehicle-to-infrastructure routing protocol named Vertex-Based Predictive Greedy Routing (VPGR), which predicts a sequence of valid vertices (or junctions) from a source vehicle to fixed infrastructure (or a roadside unit) in the area of interest and, then, forwards data to the fixed infrastructure through the sequence of vertices in urban environments. The well known predictive directional greedy routing mechanism is used for data forwarding phase in VPGR. The proposed VPGR leverages the geographic position, velocity, direction and acceleration of vehicles for both the calculation of a sequence of valid vertices and the predictive directional greedy routing. Simulation results show significant performance improvement compared to conventional routing protocols in terms of packet delivery ratio, end-to-end delay and routing overhead.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제4권4호
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pp.529-546
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2010
Greedy forwarding is the key mechanism of geographic routing and is one of the protocols used most commonly in wireless sensor networks. Greedy forwarding uses 1-hop local information to forward packets to the destination and does not have to maintain the routing table, and thus it takes small overhead and has excellent scalability. However, the signal intensity reduces exponentially with the distance in realistic wireless sensor network, and greedy forwarding consumes a lot of energy, since it forwards the packets to the neighbor node closest to the destination. Previous proposed greedy forwarding protocols are the sender-based greedy forwarding that a sender selects a neighbor node to forward packets as the forwarding node and hence they cannot guarantee energy efficient forwarding in unpredictable wireless environment. In this paper, we propose the receiver-based greedy forwarding called RGF where one of the neighbor nodes that received the packet forwards it by itself. In RGF, sender selects several energy efficient nodes as candidate forwarding nodes and decides forwarding priority of them in order to prevent unnecessary transmissions. The simulation results show that RGF improves delivery rate up to maximum 66.8% and energy efficiency, 60.9% compared with existing sender-based greedy forwarding.
V2V(Vehicle-to-Vehicle)는 VANET(Vehicle Ad-hoc Network)의 한 형태로 차량 간 통신을 제공하며 차량 안전사고를 줄일 수 있는 해결책으로 알려져 있다. 이러한 V2V는 도로의 특성 및 차량 구성 장치의 특성으로 인하여 GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)과 같은 지리 기반 라우팅 프로토콜이 매우 적합하지만, GPSR의 탐욕모드의 정책에 의해서 stale 노드가 local maximum에 직면하는 문제가 발생한다. 이러한 문제점은 GPSR에서의 복구모드 정책에 의하여 해결될 수 있지만 복구모드 시 전송되는 데이터의 손실이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 V2V 환경에서의 이러한 GPSR 문제를 해결하기위해 보다 나은 데이터 신뢰성을 제공하는 GPRR(Greedy Perimeter Reliable Routing) 프로토콜을 제안한다. ns-2를 이용한 성능분석 결과 제안된 GPRR이 탐욕모드 시 local maximum에 직면할 가능성을 현저히 줄임으로써 GPSR 보다 우수함을 입증하였다.
Greedy 프로토콜은 일반적으로 VANETs에서 좋은 성능을 보인다. 그렇지만 일시적으로 거리를 비게 만드는 교통신호가 존재하는 구간이나 분리된 도로가 합류하는 지점이 없는 urban의 도로에서 지형적인 영향으로 greedy 라우팅 프로토콜은 잘못된 경로 라우팅된 경우 불필요하게 경로가 길어지거나 라우팅 실패로 나타난다. 기존의 Greedy 라우팅 프로토콜은 단순하게 목적지 노드와의 직선거리를 가지고 노드들의 우선순위를 부여하고 가장 낮은 값을 가진 노드를 중계노드로 선택한다. VANET에서는 지리적인 환경의 특성 때문에 거리뿐만 아니라 전달 방향도 중요하다. 제안된 방법에서는 하나의 노드가 패킷을 전달할 때 목적지 노드까지의 거리와 함께 전달 방향을 고려하여 다음 노드를 선정하여 보다 안정적인 경로 설정을 할 수 있고 지형 모델이 따라 변경이 가능하다. 제안된 방법의 성능은 두 가지의 이동모델을 적용한 네트워크 시뮬레이션을 통하여 검증하였고 대부분의 경우 기존 프로토콜보다 좋은 성능을 보였다.
Geographic wireless sensor networks use position information for Greedy routing. Greedy routing works well in dense network where as in sparse network it may fail and require the use of recovery algorithms. Recovery algorithms help the packet to get out of the communication void. However, these algorithms are generally costlier for resource constrained position based wireless sensor type networks. In the present work, we propose a Void Avoidance Algorithm (VAA); a novel idea based on virtual distance upgrading that allows wireless sensor nodes to remove all stuck nodes by transforming the routing graph and forward packet using greedy routing only without recovery algorithm. In VAA, the stuck node upgrades distance unless it finds next hop node which is closer to the destination than itself. VAA guarantees the packet delivery if there is a topologically valid path exists. NS-2 is used to evaluate the performance and correctness of VAA and compared the performance with GPSR. Simulation results show that our proposed algorithm achieves higher delivery ratio, lower energy consumption and efficient path.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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