5. シミュレーション実験
5.5. 実験３ クロストポロジー
実験3では2flowのクロストポロジーを用いる。図5.10にクロストポロジーを示す。ク
ロストポロジーではN0, N1, N2が競合するため、CSMA/CAのパラメータをUWASNs向 けにチューニングすることが必須となる。パラメータは実験 2 と同様の設定である。結果 を図5.11に示す。
0 1 2
500[m]
Receiver 1000[m]
3
4
Sender
Receiver
1000[m] 500[m]
Sender
flow2
flow1
図5.10実験3クロストポロジー
46
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
SandW JSW Selective JSW+Selective ch ann el ef fi ci enc y flow2
flow1
図5.11 クロストポロジー実験結果
1flowの実験2と異なるのは競合するノードが増えた点であり、ハンドシェイク後のデー
タ送信にはあまり影響を及ぼさず、各ARQの差は先ほどと同様である。flow1とflow2の チャネル使用率を足すと図5.9の結果にかなり近い結果が出ていることが分かる。つまり、
バックオフ時間は長いもののCSMA/CAがうまく機能し、あまり衝突が起きず、2flowが実 験2と同じくらいチャネルを使用できたと言える。
次にCSMA/CAのパラメータであるSlotTimeを変化させての実験を行う。これまでの実
験ではSlotTimeは送信レンジを考慮して0.8[s]と設定していた。CSMA/CAを陸地無線と
同様に完璧に機能させるためには、この値に定める必要がある。しかし、この多大な Slot Timeの影響により、バックオフ時間が伸び、チャネルの使用率が低下してしまう結果が図 5.11である。そこで、多尐の衝突が起きることを許容し、Slot Timeを減尐させて評価をす る。減尐のさせ方は式(5.2)のように、Slot TimeをXで割り、Xを増加させる。Xが最大の 256ではSlot Timeは0.003125[s]とかなり小さい値である。
(5.2)
結果を図5.12に示す。なお、ARQにはSelective+JSWの提案手法のみを用いている。
Time X
Slot 0 . 8
47
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
1 2 4 8 16 32 64 128 256
cha nne l e ffic ie ncy
X
flow2 flow1
図5.12 Slot Timeを変化させた際の実験結果
結果より、最も高い使用率はX=64 つまり SlotTime=0.0125[s]のときであり、最も低い
X=1:SlotTime=0.8[s]と比較するとおよそ8[％]差が出ていることが分かる。実験3でのトポ
ロジーでもまだ競合するノード数が多いとは言えず、SlotTimeをかなり小さくしても干渉 が起きにくく、それ以上にバックオフ時間を短くすることで得られる効果の方が大きいこ とが分かる。しかし、あまりにSlotTimeを小さくしてしまうとALOHAに近づいてしまい、
干渉が多発して使用率は低下する。つまり、競合するノードが多ければピーク値を出力す るXの数は小さくとなると考えられる。
次に、CWminおよびCWmaxに対する評価を行う。UWASNsでは配置するノードが尐 ない疎なネットワークとして運用される可能性が高く。競合するノードが陸地電波無線よ りは尐ないことを想定し、先の実験ではCWminを5、CWmaxを31と設定した。この値 を変化させたときチャネル使用率にどのような影響を与えるかについて評価したい。
CWminを1~6、CWmaxを31,10と変化させた。CWmax:31の結果を図5.13、CWmax:10 の結果を図5.14にそれぞれ示す。なお、Slot Timeは0.8[s]である。
48
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
1 2 3 4 5 6
ch an n el e ffic ie n cy
CWmin
flow2 flow1
図5.13 CWmax:32における実験結果
0 0.05
0.1 0.15 0.2 0.25 0.31 2 3 4 5 6
cha nne l e ffic ie ncy
CWmin
flow2 flow1
図5.14 CWmax:10における実験結果
結果より、CWmin=1のとき最もチャネル使用率が高いことが分かる。SlotTimeを変化 させたときと同様で競合するノードが尐ないため、バックオフ時間を短くした方が使用率 の向上がみられる。また、図5.13と図5.14を比較するとあまり違いがない、つまりCWmax
よりも CWmin の変化の方が結果に大きな影響を与えていることが分かる。これも衝突が
尐なくCWがCWmaxに達しないためと考えられる。先ほどと同様に、競合するノードが
増えれば使用率のピーク値は CWmin が大きい方に推移していくと考えられる。また、特
に図5.13のCWmax:31の結果に特にみられる傾向としてCWminが減尐するにつれ、flow1
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とflow2との使用率の差が大きく、公平性に影響を与えている。
最後にクロストポロジーにおいて、NAVに4.3.4項で説明したProposal NAVを用いた 実験を行う。ARQはJSW+Selectiveを用い、SlotTime=0.8[s]の結果を図5.15に示し、バ ックオフ時間を低減させたSlotTime=0.1[s]の結果を図5.16に示す。
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
NAV proposal_NAV
cha nne l e ffic ie ncy
flow2 flow1
図5.15 SlotTime:0.8[s]
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
NAV proposal_NAV
ch an n el e ff ici en cy
flow2 flow1
図5.16 SlotTime:0.1[s]
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まず、図5.15よりNAVとProposal NAVとの間で結果が全く変わらないことが分かる。
Proposal NAVのNAVを尐しでも早く終わらせるという効果は微々たるもので、チャネル
の使用効率はほとんどバックオフで決まるためと考えられる。一方、図5.16より、わずか
3[%]であるが Proposal NAV の方が結果が良い。バックオフ時間を短くすることで尐しで
もProposalの効果が出たと考えられる。Proposal NAVはチャネル使用率への効果があま
り高いとは言えない。しかし、周辺ノードが同時にNAVを解消できるということは、競合 するノードが多数いる場合、各ノードでの送信権獲得の公平性には貢献するかもしれない。
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