The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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An Efficient Routing Algorithm Considering Packet Collisions in Cognitive Radio Ad-hoc Network

CR Ad-hoc Network에서 패킷 충돌을 고려한 효율적인 경로탐색 알고리즘

  • 김진수 (인하대학교 정보통신공학과 멀티미디어 통신망 연구실) ;
  • 최준호 (인하대학교 정보통신공학과 멀티미디어 통신망 연구실) ;
  • 신명진 (인하대학교 정보통신공학과 멀티미디어 통신망 연구실) ;
  • 이지선 (인하대학교 정보통신공학과 멀티미디어 통신망 연구실) ;
  • 유상조 (인하대학교 정보통신공학과 멀티미디어 통신망 연구실)
  • Received : 2013.07.24
  • Accepted : 2013.08.21
  • Published : 2013.09.30
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Abstract

In cognitive radio ad-hoc networks, common control channel overload and packet collisions are occured due to indiscriminate broadcasting of control packets. So that the path reliability is reduced and control channel is easily saturated. In this paper, we propose a new routing algorithm considering the probability of appearance of primary user and channel status of neighbor nodes. When the source node needs to transmit a data packet to the destination, it performs route discovery process by exchanging control messages using a control channel in ADOV CR Ad-hoc networks. If any intermediate node doesn't have common data channel with previous node to transmit data, it doesn't rebroadcast control packet. And if it has common data channels with previous node, each node determines channel contribution factor with the number of common channels. Based on the channel contribution factor, each node performs different back-off broadcasting. In addition, each node controls control packet flooding by applying to proposed advanced mode using such as number of available channels and channel stability. With the proposed method, the number of control packets to find the data transmission path and the probability of collision among control packets can be decreased. While the path reliability can be increased. Through simulation, we show that our proposed algorithm reduces packet collisions in comparison with the traditional algorithm.

인지무선 애드혹 네트워크(Cognitive Radio Ad-hoc Networks)에서는 노드 간에 라우팅을 수행함에 있어 제어패킷의 전송을 위한 협소대역인 공통 제어 채널을 사용할 경우 무분별한 제어 패킷의 방송형 전송으로 인해 공통제어 채널의 과부화를 유발하고 패킷간의 충돌을 발생시켜 경로탐색의 오버헤드를 증가 시키고 신뢰성을 떨어뜨린다. 본 논문에서는 인지무선 ad-hoc네트워크에서 주사용자의 출현 가능성과 주변 사용자의 상황을 고려하여 패킷충돌을 감소시키는 효율적인 경로 탐색 알고리즘을 제안한다. AODV기반의 인지무선 애드혹 네트워크에서 채널을 통한 경로탐색 과정에서 데이터를 전송하기 위한 이웃 노드와의 공통된 채널이 존재하지 않을 경우 제어 메시지를 전송하지 않는다. 그리고 공통된 채널이 존재 할 경우 채널 기여도를 측정하여 채널 기여도가 작을수록 지연 시킨 후 패킷을 전송하게 된다. 또한 제안된 방법에서는 사용가능한 채널의 수와 채널의 안정성 등을 고려한 규칙을 적용하여 제어 메시지 전송을 조절하도록 한다. 이와 같은 세 가지 단계를 통해 경로 탐색에 사용되는 제어 메시지의 수와 제어 메시지 간의 충돌 확률을 감소시킬 수 있고 경로의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다. 모의실험을 통해 기존의 방법 보다 제안된 방법을 이용하여 경로 탐색할 경우 패킷 충돌이 감소됨을 확인 할 수 있었다.

Keywords

References

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