A Mobile Ad-hoc NETwork(MANET) is a collection of wireless mobile nodes which are formed temporarily without the aid of centralized administration or existing wired infrastructure. Because mobile nodes transmit data on the wireless medium, they have a limited transmission range. In order to communicate with the mobile nodes that is out of the range, an efficient routing protocol is needed to detect routes between nodes.
In this paper, we propose an Ad-hoc Routing Protocol with Minimum Contention Time and Load Balancing(MCL). MCL routing protocol has two main characteristics. The first one is that MCL uses the sum of the number of contention nodes for a route as the route selection criterion. Another trait is that MCL do not use cache mechanism in the route discovery procedure.
These characteristics reduce medium contention time occurring in MAC layer. Also, MCL reduces queuing delay and packet drop probability by load-balancing because traffic load is slightly proportional to the number of total contention nodes. Lastly, the route discovery of MCL prevents traffic concentration and improves the routing overhead performance by reducing the number of RREP.
We performed a simulation to study performance of the proposed routing protocol. In compare with the Ad-hoc On-demand Distance Vector(AODV) routing protocol, MCL shows better performance in terms of packet drop probability, average delay, and normalized routing overhead. Especially, when traffic concentrate on a fixed node such as AP or server from several mobile nodes, our proposed routing protocol(MCL) outperforms AODV by the effect of load-balancing.
Ad-hoc 네트워크는 중앙 관리자 혹은 인프라의 도움 없이 임시로 형성된 이동 노드의 집합체이다. 이동 노드는 무선 매체를 사용하여 데이터를 전송하기 때문에 한정된 전송 범위를 갖는다. 그러므로 전송 범위 밖에 있는 노드와 통신하기 위하여, 소스와 목적지 사이의 경로를 찾는 효율적인 라우팅 프로토콜 연구가 필요하다.
본 논문에서, 우리는 최소 경합 시간과 트래픽 분산을 고려한 Ad-hoc 라우팅 프로토콜(MCL)을 제안한다. MCL 라우팅 프로토콜은 크게 두 가지 특징을 갖는다. 첫째, MCL은 경로 선택의 기준으로, 경로를 구성하는 노드들에 경합 노드 수의 합을 사용한다. 둘째, MCL은 경로 설정 과정에서 cache mechanism을 사용하지 않는다.
MCL이 갖는 두 가지 특징으로 인해 MAC 계층에서 이루어지는 매체 경합 시간이 줄어든다. 또한, 경합 노드 수의 합과 트래픽 양은 어느 정도 비례 관계를 갖기 때문에 트래픽 분산으로 패킷의 큐 지연 시간과 패킷의 폐기 확률을 줄일 수 있다. 마지막으로, MCL 경로 설정과정은 트래픽 집중을 막고, RREP 수를 줄여, 라우팅 오버헤드의 성능을 향상 시킨다.
우리는 제안된 라우팅 프로토콜에 대한 모의 실험을 수행하였다. AODV와 비교하여, 패킷 폐기 확률와 평균 지연 시간, normalized 라우팅 오버헤드 측면에서 좋은 성능을 보였다. 특히, 여러 이동 노드로부터 하나의 AP 혹은 server와 같은 고정 노드로 트래픽이 집중하는 상황에서, MCL은 트래픽 분산 효과로 인해 전반적으로 AODV보다 뛰어난 성능을 보였다.
