一、

路 利 料 1 例 略 Adjusting the Bandwidth Ratio of Control and Data Channels to Maximizing Performance in Multiple Channels Ad Hoc Networks 2 良 路 (Wireless Ad Hoc Network) (MAC Layer) 料 率 立 (Throughput) 量 (Multiple Channel) 降 率 來 來 料 (Data Channel) (Control Messages) 料 度 不 降 料 (Control Channel) 例 了 料 例 料 率 理論 料 例 例 不 都 1. NSC-92-2213-E-324-006- 2. Tel: +886-4-23323000 Ext.4534Email: chingwen @mail.cyut.edu.tw (C.W. Chen) 1

: 路 (Medium Access Control) (Throughput) 料 (Data channel) (Control Channel) 1. 路 不 路 路 路 兩 路 不 ( 例 路路 ) 不 兩 便 路 路 立 來 路 路 拓 路 路拓 路 料 路 來說 立 路路 (Routing Path) 不 路 路路 料 來說 率 路 更 都 IEEE 802.11 [4][5] 行 路 路 率 易 Hidden/Exposed Terminal 12 降 降 率 不 論 了 來 路 [1]-[3][6]-[12] 例 料 來 切 料 來 都 料 (Control Messages) 料 不 降 浪 論 了 料 例 利 料兩 不 率 料 來 料 例 料 率 例 不 都 2

1 Hidden terminals problem. 2 exposed terminals problem 來 識 料 例 論 2. 降 率 易 易 2.1. 路 (single channel) 路 率 易 Hidden/Exposed Terminal 降 Spread Spectrum 3 數 若 料 行 都 來 來 料 行 若 量 料 來 3

3 2.2. FPRP[2] (Five-Phase Reservation Protocol) 了 若 料 率 留 留 不 留 率 RBRP[8] (Robust Broadcast Reservation Protocol) 料 RBRP 若 10 料 料 留 了 10 料 都 路 率 不 ABCP[11] (Channel Access-Based Self-Organized Clustering Protocol) TDMA-over-FDMA 裡 Sensing Period (SP)Packet Period (PP)Acknowledgment Period (AP) 兩 Busy Tones 來 路流量 降 率 DCA[10] (Dynamic Channel Assignment) Protocol 裡 來 料 Hidden/Exposed Terminal 略了 料 料 數量 度 料 HRMA[12] (Hop-Reservation Multiple Access) Protocol 裡利 Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) 切 m Hop-Reservation (HR) PacketsRequest-To-Send (RTS) Packets 4

Clear-To-Send (CTS) Packets 料 都 離 路 不 行 都 來 料 例 IEEE802.11 (DCF) 量 來 料 例 料 率 3. 料 例 略 利 來 了 料 例 略 料 率 3.1802.11 (DCF) 3.2 料 例 略 說 3.1. 料 料 例 不 802.11 (DCF) 來 料 例 說 IEEE802.11 (DCF) RTSCTS 4 行 A 行 B A RTS 了 SIFS (Short Inter-Frame Space) CTS 了 CTS Data CTS 了 料 來 4 IEEE802.11 (DCF) 5

IEEE802.11 (DCF) 念 料 率 狀 : Time Data (Ld) =Time (RTS )+Time (CTS) 5 5 料 =3 料 切 不 論 論 料 不 料 來 論 料 例 6 6 料 3.2. 料 理論 料 料 量 不 料 料 拉 易 不 降 ( ) 來 料 度 不 料 例 料 率 IEEE802.11 (DCF) 料 率 : Time Data (Ld)=Time (RTS)+Time (CTS) 6 切 料 兩 不 RTSCTSPacketLdLc 度 料 BdBc 不 backoff SIFSDIFSRTSCTS 6

(Throughput) = 量 / Ld=x(L RTS +L CTS )=y Bd:Bc=x:yX/Bd=y/Bc Bd=x/(x+y) Bc=y/(x+y) Bd:Bc Bd=x/(x+y)Bc=y/(x+y) Bd=Ld/(Ld+ L RTS +L CTS ) Bc=(L RTS +L CTS )/(Ld+ L RTS +L CTS ) 例若 Ld:Lc=4:1x:y=2:1 Bd=x/(x+y)=2/3,Bc=y/(x+y)=1/3 Bd:Bc=2:1 料 率 7 7 Ld/Lc=4 Bd/Bc 2:1 數 Ld/Lc=4:1Lc+Ld 度 512bytes Bd/Bc=1Bd/Bc=2Bd/Bc=4Bd/Bc=8Bd/Bc=16Bd/Bc=32 理論 參數 量 理 8 見 數 理 Bd/Bc=2 8 理 若 Bd:Bc=2:1 量 100%=1 若 Bd:Bc=3:1 量 降 7% =0.67 9 7

9 Bd:Bc=3:1 數 理論 理 料 率 10 料 率 例 10 理 料 率 10 料 切 率 LdLc : Bd=Ld/(Ld+ L RTS +L CTS ) Bc=(L RTS +L CTS )/(Ld+ L RTS +L CTS ) 料 例 例 不 都 不 4. : 1000M x 1000M 數 : 200 度 : 20M/s : 100MLd : 料 度 Lc : 度 Ld+Lc=512bytesBd : 料 Bc ::1 Mbits/sec 不 backoff SIFSDIFS RTSCTS 料 5 Ld/Lc=4 Bd/Bc=1Bd/Bc=2Bd/Bc=4Bd/Bc=8Bd/Bc=16 Bd/Bc=32 Bd/Bc 11 8

理論 Bd=Ld/(Ld+ L RTS +L CTS )Bc=(L RTS +L CTS )/(Ld+ L RTS +L CTS ) Bd/Bc=2 圗 11 Bd/Bc=2 不 ( 數 /) 理論 Bd/Bc=16 Bd/Bc=32 (Control Messages) 料 度 不 8 理 Bd/Bc=2 理論 11 Ld/Lc=4 Bd/Bc 例 Bd/Bc=2 來 理論 Bd=Ld/(Ld+ L RTS +L CTS )Bc=(L RTS +L CTS )/(Ld+ L RTS +L CTS )Ld/Lc=4 Ld/Lc=1Ld/Lc=2Ld/Lc=4Ld/Lc=8Ld/Lc=16Ld/Lc=32 例 數 來 12 12 Bd/Bc=2 Ld/Lc 例 Ld/Lc=4 理論 了 Ld/Lc=4 Ld/Lc=8Ld/Lc=16Ld/Lc=32 都不 料 9

度 料 度 率降 若 料 來 數 料 率 13 料 率 例 13 料 率 10 來 切 率 例 例 都 5. 論 裡 量 路 率 易 Hidden/Exposed Terminal 降 降 率 來 料 料 度 不 降 IEEE802.11 (DCF) 量 了 量 料 例 料 率 若 理論 量 不 都 了 料 略 10

參 1. C. L. Fullmer and J. J. Garcia-Luna-Aceves. Floor Acquisition Multiple Access (FAMA) for Packet-Radio Networks. In Proceedings of SIGCOMM 95, Nov.1995. 2. C. Zhu and M.S. Corson, A five-phase reservation protocol (FPRP) for mobile ad hoc networks, in Proceedings of IEEE INFOCOM 1998,pp.322-331,Apr 1998. 3. Ephremides and T. V. Truong, Scheduling broadcasts in multihop radio networks, IEEE Transactions on Computer, vol. 38, pp.456-460,no. 4,April 1990. 4. IEEE standards Department, Wireless LAN medium access control (MAC) and Physical layer (PHY) specification, IEEE standard 802.11-1997 1997. 5. Institution of Electrical and Electronic Engineers. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer ( PHY) Specifications, Higher speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band, 1999. 6. J. Deng and Z. J. Hass. Dual Busy Tone Multiple Access (DBTMA): A New Medium Access Control for Packet Radio Networks. In Int l Conference on Universal Personal Communication, Oct. 1998. 7. Ki-Ho Lee, Dong-Ho Cho, A Multiple Access Collision Avoidance Protocol for Multicast Services in Mobile Ad Hoc Networks IEEE Communications Letters, Vol. 7, No.10, Oct 2003. 8. Mathesh K. Martin and George D. Kondylis and Ulas C. Kozat, RBRP:A Pobust Broadcast Reservation Protocol for Mobile Ad Hoc Networks, IEEE ICC 2001,vol.3pp.878-885. 9. Ting-Chao Hou and Tzu-jane Tsai, An Access-Based Clustering Protocol for 11

Multihop Wireless Ad Hoc Networks IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 19, No.7, July 2001. 10. Yu-Chee Tseng, Shih-Lin Wu, Chih-Yu Lin, and Jang-Ping Sheu, A New Multi-Channel MAC Protocol with ON-Demand Channel Assignment for Mobile Ad Hoc Networks in Int l Symposium on Parallel Architectures, Algorithms and Networks, Dec. 2000. 11. Zhijun Cai, Member, IEEE, Mi Lu, Channel Access-Based Self-Organized Clustering in Ad Hoc Networks IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 2, no. 2, April-June 2003. 12. Z. Tang and J. J. Garcia-Luna-Aceves. Hop-Reservation Multiple Access (HRMA) for Ad-Hoc Networks. In Proceedings of IEEE INFOCOM 99, Oct. 1999. 12