In this thesis, we investigate the distance between two moving nodes that are initially separated and prove that the probability density function of the distance follows the Rician distribution. A simulation result demonstrates excellent agreement with our analytical model. With this distribution, we show that the total average power consumption is proportional to the fourth power for the initial distance of the two nodes and their mean speeds. We also show that the total average power consumption is proportional to the second power of the variance of their speeds. Moreover, we show that the link available time of a singlehop transmission can be improved by employing a multihop transmission. However, most of the improvement comes from the two-hop transmission and the link available time becomes even worse if we introduce more than the two-hop transmission. Finally, we show that in the cellular network, there are advantages of the multihop transmission in terms of both the total average power consumption and link available time.
본 논문은 이동적응망의 에너지 소모량과 링크의 지속시간에 대한 이론적 고찰을 그 목적으로 하고 있다. 이동적응망을 구성하는 모든 노드들의 이동성을 반영하기 위해서 노드들의 움직임에 대한 분석을 실시한 결과, 초기에 특정 거리만큼 떨어서 있던 두 노드들이 특정 시간 동안 랜덤 하게 움직였을 때의 거리는 초기 거리, 노드들의 평균속도, 속도의 분산 등의 변수를 가진 $\emph{Rician}$ 분포를 가진다는 결과를 얻었다. 이 결과는 MATLAB을 이용한 시뮬레이션으로 그 타당성이 입증되었다. 이러한 결과를 바탕으로, 랜덤 하게 움직이는 노드의 평균 에너지 소모량은 초기 거리와 평균속도와 4승에 비례하고 속도의 분산과는 2승에 비례한다는 결론을 도출하였다.
링크의 지속 시간은 일반적으로 경로내의 링크수가 증가함에 따라 급격히 감소 함을 보였다. 이러한 급속한 감소는 AODV, DSR 과 같이 많은 링크들로 이루어진 경로를 설정하는 경로설정 알고리즘의 사용이 부적합 하다는 것을 보여준다. 링크의 잦은 끊김은 새로운 경로 설정을 위한 작업을 그만큼 많이 필요로 하기 때문이다. 하지만 초기에 목적 노드가 소스 노드의 최대 전송 거리와 근접해 있을 때는 오히려 많은 링크를 가진 경로가 확률적으로 더욱 안정적임을 확인 할 수 있었다. 두 개의 링크를 적용했을 때 대부분의 링크 지속시간이 증가하며, 링크 수가 지나치게 많아질 경우에는 링크 지속시간이 다시 감소 한다는 결론을 얻었다.
셀룰러 네트웍은 이동 적응망에서 목적 노드가 고정되어 있는 특수한 상황으로 볼 수 있다. 이러한 상황 하에서 노드들의 에너지 소모량과 링크의 지속시간 모두를 고려했을 때 "경로의 최적 링크 수"를 살펴보았다. 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간을 알고 있다는 가정하에서, 소스 노드와 기지국 사이의 거리가 가깝고 노드들의 평균 속도가 느릴 때는 하나의 링크와 두개의 링크간 성능 차이가 거의 나지 않았다. 하지만 노드들의 속도가 증가할수록 하나의 링크를 가진 경로의 성능이 더 좋다는 결론을 얻었다. 반대로 소스 노드와 기지국 사이의 거리가 멀 때는 모든 평균 속도에서 하나의 노드를 가진 링크보다 여러 링크를 가진 노드들의 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 평균 속도가 증가 함에 따라 두 개의 링크를 가진 경로의 성능이 최적임을 확인할 수 있었다.
본 연구는 차후 이동적응망의 성능 평가 등 관련 연구의 기반이 될 것으로 기대된다. 또한 에너지 소모량과 링크 지속성 두 측면을 모두 극대화 하기 위한 새로운 경로 설정 알고리즘의 설계에도 도움을 줄 것으로 기대된다. 나아가 노드들의 복합적인 움직임이 고려된 보다 정밀한 움직임에 대한 분석이 이루어 진다면, 다른 노드들로부터의 잡음을 고려한 성능 (throughput) 평가 또한 가능할 것이다.
