• 제목/요약/키워드: Mobile Ad-hoc Wireless Networks

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무선 Ad-hoc 네트워크에서 TCP 성능 향상을 위한 동적 혼잡윈도우 조정 알고리즘 (An Dynamic Congestion Window Tuning Algorithm for TCP Performance Improvement in Wireless Ad-hoc Network)

  • 김관웅;배성환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권8호
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    • pp.1384-1390
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    • 2008
  • TCP는 유선망을 위하여 설계되었기 때문에, 유선망과 다른 특성을 가진 무선망에서 서비스되는 경우 성능이 크게 저하된다. 무선 Ad-hoc네트워크에서 혼잡윈도우(congestion window)값은 TCP의 성능에 크게 영향을 준다. 네트워크 상황에 따라 적절한 크기의 혼잡 윈도우 값을 설정함으로서 TCP성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 무선Ad-hoc 네트워크에서 TCP 성능을 향상시키는 새로운 TCP 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 TCP 수신측에서 최적의 윈도우 크기를 측정하고, ACK 패킷의 윈도우 필드를 사용하여 CWL(Congestion Window Limit)를 최적 값에 세팅하는 최대 혼잡윈도우 조정 기법이다. 무선 Ad-hoc네트워크의 다양한 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과 제안된 알고리즘이 기존 TCP new reno 프로토콜보다 전송률 및 패킷 손실에서 성능을 크게 향상하였다.

모바일 Ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 위치도움 협력 전송 방법 (A Location-Aided Cooperative Transmission Method in Mobile Ad-hoc Wireless Sensor Networks)

  • 손동환;이주상;안병구;공형윤
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.23-28
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    • 2008
  • 본 논문에서는 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 전력절약과 안정된 경로의 lifetime을 효과으로 지원하기 위한 위치 기반 협력 도움 라우팅 프로토콜(LACARP : Location-Aided Cooperative-Aided Routing Protocol)을 제안한다. 제안된 라우팅 프로토콜의 기본 아이디어 및 특징은 다음과 같다. 첫째, 전력 절약 전송을 지원하기 위해서 위치기반 정보를 이용하여 경로 탐색 영역을 설정한다. 둘째, 전력 절약 및 효율성 있는 전송을 위해서 설정된 경로 탐색 영역 안에서 스몰 존 기반의 경로 탐색 방법이다. 셋째, 협력도움 전송 방법이다. 설정된 경로위로 데이터를 전송 할 때 전력절약 및 경로의 lifetime을 효과적으로 지원하기 위해서 경로가 설정되지 않은 이웃 노드들로부터 협력도움을 받는다. LACARP의 성능평가는 OPNET(Optimized Network Engineering Tool)을 사용하여 이루어졌으며 성능평가를 통하여 제안된 프로토콜은 경로의 데이터 전송효율과 전력절약 전송 효과적으로 향상 시킬 수 있음을 알 수 있다.

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IEEE 802.11 기반 이동 ad-hoc 망에서 TCP 성능 향상을 위한 적응적 DCF 알고리즘 설계 (Design of Adaptive DCF algorithm for TCP Performance Enhancement in IEEE 802.11 based Mobile Ad-hoc Networks)

  • 김한집;이기라;이재용;김병철
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권10호
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    • pp.79-89
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    • 2006
  • TCP는 신뢰성을 보장하는 전송 프로토콜로서 인터넷 등에서 가장 널리 사용되고 있는 전송 방식이다. 하지만 TCP는 유선망에 적합하도록 설계되었기 때문에 무선망에서 TCP를 사용할 경우 성능 저하가 발생된다. TCP의 성능 저하 원인으로는 MAC 계층에서의 무선 매체 경쟁, hidden-terminal 문제와 exposed terminal 문제, 링크 계층에서의 패킷 손실, 불공정성의 문제들과 노드의 이동에 의한 경로 단절시 발생되는 패킷 순서 바뀜 문제와 경로의 단절로 인한 재전송 타이머의 exponential backoff에 의한 대역폭의 낭비 등이 있다. 특히 이동 ad-hoc 망에서는 전송 범위(transmission range)와 간섭범위(interference range)의 불일치로 인해 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 동시에 전송할 수 있는 노드의 수가 제한되며 이로 인해 성능저하가 크게 발생된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 이동 ad-hoc 망에서 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 노드가 전송을 하지 못하고 CW(contention window)만 크게 증가되는 문제를 해결하기 위한 MAC 알고리즘을 제안한다. 기존의 802.11 MAC의 DCF(distributed coordination function)에서는 전송에 실패할 경우 CW를 지수적으로 증가시키지만 본 논문에서 제안하는 기법은 노드가 전송 실패를 하였을 경우 그 원인에 따라 CW를 적절하게 변화시킴으로 성능 향상을 얻을 수 있다. 이 기법을 사용하면 hidden terminal에 의해 전송을 실패하는 노드에게 공정한 전송 기회를 부여함으로써 TCP 성능 향상을 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보였다.

A Survey on IEEE 802.11 MAC Analytical Modeling for MAC Performance Evaluation

  • Heo, Ung;Yu, Changfang;You, Kang-Soo;Choi, Jae-Ho
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.119-127
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    • 2011
  • The paper surveys various analytical models for IEEE 802.11 medium access control protocols and critically discusses recent issues developing in wireless mobile ad hoc networks and their MACs. The surveyed MAC protocols include the standard IEEE 802.11 MAC suites such as IEEE 802.11 DCF, IEEE 802.11 PCF, IEEE 802.11e EDCA, and IEEE 802.11 ad hoc mode; and also the newer, de facto MAC protocols. We study the analytic models of the standard MAC suites followed by the newer analytic models that have been published in recent years. Also, the paper tries to include most of current literatures discussing analytic modeling of MAC in conjunction to some critical issues such as contention among ad hoc nodes, hidden terminal problems, and real-time service support.

Ad Hoc Network에서 Neighbor Topology을 고려한 Dynamic Adaptation Query Flooding (Dynamic Adaptation Query Flooding Considering Neighbor Topology in Ad Hoc Networks)

  • 이학후;안순신
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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    • pp.691-693
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    • 2004
  • Mobile Ad hoc network은 stationary infrastructure의 도움 없이 이동 노드들이 필요 시 multi-hop wireless links network 형태를 구성하여 통신이 이루어지게 하는 network이다. 따라서 효율적인 라우팅 프로토콜의 개발이 중요한 issue인데 최근에는 routing overhead가 적은 on-demand 프로토콜이 주목을 받고 있다. On-demand 프로토콜은 새로운 route을 구성하기 위해서 query packet을 broadcasting하게 되는데, 특히 노드들의 mobility가 많은 mobile ad hoc network(MANET)의 경우에는 더욱더 자주 발생하게 되는데, blind broadcasting은 neighbor 노드들 간의 radio transmission region overlap에 의해 redundancy, contention, collision 같은 broadcast storm 문제를 발생시키게 된다. 본 논문은 on-demand 프로토콜의 broadcast storm 문제를 해결하기 위해 Neighbor Topology을 고려 한 Dynamic Adaptation Query flooding scheme을 제시한다. 또한 Dynamic Adaptive Query flooding scheme은 broadcast storm 문제 해결뿐만 아니라 network의 congestion을 감소시켜 data packet의 성능 향상에도 기여 할 것이다.

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무선 Ad hoc 망의 새로운 Zone 기법을 적용한 AOZDV(Ad Hoc On-demand Zone and Distance-Vector) 라우팅 프로토콜 (AOZDV(Ad Hoc On-demand Zone and Distance-Vector) : A Routing Protocol with Novel Zone Mechanism in Wireless Ad hoc Networks)

  • 김용우;최성재;이홍기;송주석
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제33권4호
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    • pp.299-309
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    • 2006
  • Ad hoc 환경에서 사용되는 On-demand 방식인 AODV 라우팅 프로토콜은 경로를 찾기 위하여 노드들이 가지고 있는 라우팅 테이블을 우선 검사하고, 만약 적합한 경로가 존재하지 않거나 유효하지 않은 경로, 또는 중간노드에서 경로손실이 발생하였을 경우 Route Discovery Process(RDP)를 수행하여 새로운 경로를 찾게 된다. 하지만 중 / 대형 Ad hoc 환경에서 이러한 RDP의 증가는 네트워크 성능의 저하를 초래한다. 본 논문에서는 경로설정을 위해 사용되는 AODV 라우팅 프로토콜에 Zone 개념을 도입한 AOZDV(Ad hoc On-demand Zone and Distance-Vector Routing Protocol)를 제안한다. AOZDV는 노드의 트래픽과 전력정보를 활용하여 소스 / 목적지 노드에 Zone을 형성하고, Zone 내부에서의 라우팅은 Destination-Vector Table을 활용하는 기법으로서, 시뮬레이션을 통해 AOZDV 가 기존의 라우팅 프로토콜들에 비해 노드들의 이동성으로 인해 발생하는 경로손실 및 RDP 가 감소함을 확인할 수 있었다.

Ad Hoc 망에서 경로단절 사전감지를 통한 TCP 성능향상 (Improving TCP Performance through Pre-detection of Route Failure in Mobile Ad Hoc Networks)

  • 이병열;임재성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권11B
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    • pp.900-910
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    • 2004
  • Ad hoc망에서는 이동 호스트들의 움직임으로 인해 경로 단절이 발생한다. 전송 경로의 단절은 목적지까지의 패킷을 전송할 수 없는 상태이므로 패킷의 손실과 지연을 가져온다. 따라서 TCP와 같은 전송 프로토콜은 이를 망의 혼잡으로 간주하여 혼잡 제어 알고리즘을 구동한다. 혼잡 제어 알고리즘은 망의 혼잡을 피하기 위한 수단으로 사용되는데, 경로 단절 시 혼잡 제어 알고리즘이 동작하면 TCP 성능이 떨어진다. 이를 해결하기 위해 본 논문은 TCP-P (TCP Pre-freezing) 기법을 제안한다. TCP-P는 라우팅 프로토콜에서 경로 단절에 대한 정보를 얻지 않고, MAC 계층에서 직접 경로 단절을 감지한다. 그리고 경로 단절 정보를 소스에게 보내어 TCP를 Pre-Freezing 하고 혼잡 제어 알고리즘을 멈추게 한다. 따라서 경로 단절로 인한 패킷 손실을 막고, 경로 재설정 후에도 경로 단절 이전 상태로 전송을 재개할 수 있게 한다. 실험 결과 TCP-P는 ad hoc 망의 경로 단절 환경에서 Proactive하게 반응하며, 패킷 손실 측면에서 다른 TCP 향상 기법들보다 좋은 성능을 보였다.

MANET환경에서 AODV 기반 에너지 평균값을 적용한 네트워크 수명연장 프로토콜의 성능평가 (Performance Evaluation of the AODV-Based Extended Network Lifetime Protocol Using the Energy Mean Value over MANET)

  • 김진만;장종욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1189-1194
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    • 2005
  • 유선망과 기지국을 가지고 있지 않은 이동 노드들로만 구성되어 있는 Ad-hoc 네트워크는 여러 가지 제약을 가지고 있다. 그 중에서 가장 큰 제약이 배터리에 저장된 한정된 에너지에 의존한다는 것이다. Ad-hoc 네트워크에 참여하는 노드 중 특정 모바일 노드가 배터리의 에너지를 모두 소비하게 되면 그 노드는 더 이상 네트워크에 참여할 수 없게 된다. 이렇게 에너지를 모두 소비한 노드들이 증가하게 되면 네트워크는 두개 이상으로 나눠지게 된다. 이러한 문제를 해결하기위해 노드의 에너지소비절약 뿐만 아니라 네트워크 전체 수명연장을 위한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 이동 Ad-hoc 네트워크의 라우팅 프로토콜인 AODV를 개선하여 각 노드의 에너지를 고려하고, 평균값 에너지를 이용하여 전체 네트워크의 수명연장을 위한 연구를 하였다. NS-2(Network Simulator 2) 시뮬레이터를 이용한 성능평가를 통하여 제안된 AODV 프로토롤(New-AODV)이 더 향상된 네트워크 수명을 가진다는 것을 알 수 있었다.

무선 Ad Hoc 망에서 영역 추정을 통한 ABP 브로드캐스트 기법 (Autonomous Broadcast Pruning Scheme using Coverage Estimation in Wireless Ad Hoc Network)

  • 배기찬;김남기;윤현수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권4B호
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    • pp.170-177
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    • 2005
  • Ad-Hoc 망에서 브로드캐스트는 중복적인 패킷 재전송에 기인한 오버헤드가 매우 큰 작업이다. 따라서 재전송으로 인한 오버헤드를 줄이기 위한 기존 연구로 암묵적 혹은 명시적으로 주변 노드 정보를 주고 받음으로써 패킷의 중복된 재전송을 최소화하고자 하는 연구가 진행되어져 왔다. 하지만 이 방법들은 주기적으로 주변 정보를 주고 받아야 하는 부가적인 오버헤드를 가진다. 따라서 본 논문에서는 현재 진행되는 브로드캐스트에 의해 획득 가능한 정보만으로 패킷의 전파 영역 (Coverage Area)을 지역적으로 추정함으로써 패킷 재전송을 줄이는 실용적인 브로드캐스트 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 현재 전송되고 있는 브로드캐스트 패킷에서 추출할 수 있는 정보만을 사용하기 때문에, 주변 노드 정보를 알기 위해서 전송되는 주기적인 패킷 전송 오버헤드를 제거할 수 있다.

An Algorithm to Detect Bogus Nodes for a Cooperative Intrusion Detection Architecture in MANETs

  • Hieu Cao Trong;Dai Tran Thanh;Hong Choong-Seon
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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    • pp.1117-1120
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    • 2006
  • Wide applications because of their flexibilities and conveniences of Wireless Mobile Ad-hoc Networks (MANETs) also make them more interesting to adversaries. Currently, there is no applied architecture efficient enough to protect them against many types of attacks. Some preventive mechanisms are deployed to protect MANETs but they are not enough. Thus, MANETs need an Intrusion Detection System (IDS) as the second layer to detect intrusion of adversaries to response and diminish the damage. In this paper, we propose an algorithm for detecting bogus nodes when they attempt to intrude into network by attack routing protocol. In addition, we propose a procedure to find the most optimize path between two nodes when they want to communicate with each other. We also show that our algorithm is very easy to implement in current proposed architectures.

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