| 講演名 | 2008-09-12 IEEE 802.11準拠マルチホップ無線LANにおけるスループット不公平性の解析(オーバーレイネットワーク,VPN,DDoS,ネットワークセキュリティ,P2P通信,ネットワークソフトウェア,一般) 田井中 智也, 増山 博之, 笠原 正治, 高橋 豊, |
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| 抄録(和) | IEEE 802.11の分散型MAC層プロトコルであるDistributed Coordination Function (DCF)では,送信要求(RTS)・受信準備完了(CTS)メッセージ交換による4ウェイハンドシェイク手続きにより,1ホップ通信における隠れ端末問題を解決して通信容量を増大させている.しかしながらIEEE 802.11準拠のマルチホップ通信においては,RTS/CTSメッセージ交換手続きと無線リンクの半二重性により,送受信端末間のホップ数が大きくなるにつれてエンド・ツー・エンドのスループットが急激に減少する不公平性問題が報告されている.この問題に関連する従来研究の多くはシミュレーション実験に基づくものであり,MAC層プロトコルの挙動を考慮したフローレベルの理論解析はほとんど行われていない.そこで本論文では,バックホール型無線メッシュネットワークにおけるエンド・ツー・エンドレベルのスループット解析を行う.具体的には,3ノードチェーントポロジを持つ無線メッシュネットワークを2ノード直列型待ち行列網で定式化し,系内フレーム数の結合分布とエンド・ツー・エンドのスループットを解析する.またネットワーク・シミュレータns-2を用いたシミュレーション実験を行い,解析の妥当性を検証する.数値例より,解析結果とシミュレーション結果が高い精度で一致すること,および1ホップフローのスループットは2ホップフローの要求送信レートにあまり影響を受けないことが判明した. |
| 抄録(英) | In the IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF) MAC protocol, the four-way handshake mechanism based on the exchange of request to send (RTS) and clear to send (CTS) messages resolves the hidden terminal problem in a single-hop wireless network, which results in increasing the overall throughput. However, in IEEE 802.11-based multihop wireless local area networks (LANs), the RTS/CTS-based access mechanism and half-duplex transmission of a wireless link cause unfairness in the end-to-end throughput with regard to the number of transmission hops. Most of the previous studies related to this problem are based on simulation, and there is little work taking into account the flow-level behavior resulting from the IEEE 802.11 MAC protocol. In this paper, we analyze the end-to-end throughput for a backhaul-type wireless mesh network using a continuous-time Markov chain. Focusing on the three-node chain topology, we model it as a tandem queueing network with two nodes, deriving the end-to-end throughput. We validate the analysis with ns-2 simulation. Numerical results show that the analytical results agree fairly well with simulation results, and that the throughput of a one-hop flow is hardly affected by the offered load of a two-hop flow. |
| キーワード(和) | IEEE 802.11 DCF / マルチホップ無線LAN / スループット不公平性 / CSMA/CA / マルコフ解析 |
| キーワード(英) | IEEE 802.11 DCF / Multihop Wireless LAN / Throughput Unfairness / CSMA/CA / Markov Analysis |
| 資料番号 | NS2008-56 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS |
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| 開催期間 | 2008/9/4(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Network Systems(NS) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | IEEE 802.11準拠マルチホップ無線LANにおけるスループット不公平性の解析(オーバーレイネットワーク,VPN,DDoS,ネットワークセキュリティ,P2P通信,ネットワークソフトウェア,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Analysis of Per-Flow Throughput Unfairness for IEEE 802.11-based Multihop Wireless LANs |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | IEEE 802.11 DCF / IEEE 802.11 DCF |
| キーワード(2)（和/英） | マルチホップ無線LAN / Multihop Wireless LAN |
| キーワード(3)（和/英） | スループット不公平性 / Throughput Unfairness |
| キーワード(4)（和/英） | CSMA/CA / CSMA/CA |
| キーワード(5)（和/英） | マルコフ解析 / Markov Analysis |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 田井中 智也 / Tomoya TAINAKA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院情報学研究科 Graduate School of Informatics, Kyoto University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 増山 博之 / Hiroyuki MASUYAMA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院情報学研究科 Graduate School of Informatics, Kyoto University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 笠原 正治 / Shoji KASAHARA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院情報学研究科 Graduate School of Informatics, Kyoto University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 高橋 豊 / Yutaka TAKAHASHI |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院情報学研究科 Graduate School of Informatics, Kyoto University |
| 発表年月日 | 2008-09-12 |
| 資料番号 | NS2008-56 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | 203 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |