A mobile ad hoc network (MANET) is a collection of mobile nodes forming a temporary network without any established infrastructure or centralized administration. During the last decades, a MANET is rapidly gaining popularity due to its numerous potential applications including military communications, disaster recovery and sensor networks.
Address allocation is an essential part to maintain a mobile ad hoc network (MANET) effectively, and several address allocation schemes have been proposed. In this thesis, we present a set of analytical models to evaluate efficiency of address allocation schemes. The derived models quantitatively characterize efficiency of four popular address allocation schemes in terms of latency and communication overhead. Through the analysis, we achieve numerical results which show the impact of network parameters on efficiency of these schemes. We also conduct simulations and compare with analytical results to validate our models. The analytical model developed in this thesis is able to more accurately predict the performance of address allocation schemes over a various range of loss rates and would be useful to provide more insights for the study of efficient address allocation scheme in MANETs. To our understanding, this is the first attempt mathematically investigating performance of addressing schemes in ad hoc networks.
In a mobile ad hoc network (MANET), it has been addressed that packet losses due to collision are often misinterpreted as routing failures, and cause unnecessary overhead for routing maintenance. There have been several attempts to avoid the unnecessary overhead through reducing collision losses. They are effective in a static topology where most losses are due to collision. In a dynamic topology, however, packets are lost due to actual routing failures (induced by mobility) as well as due to collision, and efforts for reducing collision are not enough. In this thesis, we propose a new scheme for adjusting the limit of RTS retransmissions. In the proposed scheme, we treat packet losses differently as follows: (a) upon collisions, we increase the limit to reduce collision losses; and (b) upon routing failures, we decrease the limit to avoid unnecessary retransmissions. Through extensive simulations, it is shown that the proposed scheme effectively improves throughput in various scenarios and outperforms other comparable schemes.
We also present an analytical model to evaluate the impact of retransmission limit of IEEE 802.11. Through the analysis, we have achieved numerical results which show the impact of retransmission limit on performance. Then, we propose a new retry limit adaptation scheme for a MANET. The key idea of the proposed scheme is to enable each node to adjust its retransmission limit to approach the suitable one that will maximize resource utilization according to network conditions. Through extensive simulations, it has been shown that the proposed scheme effectively improves performance in mobile topologies as well as in static topologies and outperforms other comparable schemes.
모바일 애드 혹 네트워크(MANET)는 인프라스트럭쳐 또는 중앙 집중화된 관리 없이 이동 노드들이 임시적으로 구성한 네트워크입니다. 최근 애드혹 네트워크는 군사용 통신, 재난 구조, 센서 네트워크등의 다양한 애플리케이션에 쓰일 수 있어 많은 인기를 얻고 있습니다.
이러한 모바일 애드혹 네트워크를 효율적으로 유지하기 위하여 주소 할당은 아주 중요합니다. 그리고 여러 주소 할당 기법들이 제안되어져 왔습니다. 본 논문에서는 이러한 주소 할당 기법의 효율성을 평가하기 위한 성능 분석 모델을 개발하였습니다. 개발된 성능 분석 모델은 주소 할당 시간과 주소 할당에 소비되는 오버헤드의 관점에서 기존의 네 가지 주소 할당 기법의 효율성을 평가하였습니다. 성능 분석을 통하여 다양한 네트워크 변수에 따른 주소 할당 기법의 성능을 평가하였습니다. 또한 ns-2 시뮬레이션을 통하여 성능 분석 모델을 validation하였습니다.
두번째로, 모바일 애드혹 네트워크에서는 충돌로 인한 패킷 손실이 라우팅 손실로 오인되어, 종종 불필요한 라우팅 설정 작업을 수행하여 애드혹 네트워크의 성능을 저하시키게 됩니다. 충돌로 인한 패킷 손실을 줄여 불필요한 오버헤드를 줄이기 위한 여러 연구들이 제안되어져 왔습니다. 충돌로 인한 패킷 손실이 대부분인 정적 네트워크에서는 이러한 연구들이 효과가 있을 수 있습니다. 하지만, 동적 네트워크에서는 충돌로 인한 패킷 손실뿐만 아니라, 노드의 이동으로 인해 패킷 손실이 발생할 수 있습니다. 따라서 충돌로 인한 패킷 손실을 줄이는 것만으로는 성능을 향상시키는데 충분하지 않을 수 있습니다. 본 논문에서는 주변 노드들의 위치 정보를 이용하여 패킷 손실의 원인을 알아내고자 합니다. 이러한 정보를 이용하여, 본 논문에서는 노드가 패킷을 보낼 때의 재전송 횟수를 동적으로 조절하는 방법을 제안하였습니다. 제안한 방법은 애드혹 네트워크에서의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
마지막으로, 본 논문에서는 재전송 회수에 따른 애드혹 네트워크의 성능을 평가할 수 있는 성능 분석 모델을 제안하였습니다. 성능 분석을 통하여 네트워크 변수에 따른 재전송 횟수가 네트워크 성능에 끼치는 영향을 평가하였습니다. 성능 분석 모델에 기반해, 본 논문에서는 각 노드가 주변 노드들로의 패킷 손실 확률에 따라 네트워크 성능을 극대화 할 수 있는 재전송 횟수를 계산할 수 있는 방법을 제안하였습니다. 제안한 방법은 정적 네트워크 뿐만 아니라 동적 네트워크에서도 기존의 방법과, 802.11 표준에 비해 월등한 성능 향상을 가져오는 것을 볼 수 있습니다.