著者

金原 辰典 石原 進

雑誌

情報処理学会論文誌 (ISSN:18827764)

巻号頁・発行日

vol.54, no.8, pp.2025-2035, 2013-08-15

---

無線ネットワークを対象としたプロトコルの評価ではシミュレーションを用いることが一般的であるが,シミュレーションと実環境の双方で評価を行うことは重要である.本論文では,無線通信環境が劣悪な環境で効果を発揮するプロトコルの実環境評価を低コストで行うことを目的とし,方法の1つとして,GNU RadioとGNU Radioの専用端末USRP2を用いて狭いスペースでパケットレベルでのロス率を変更可能な実環境評価が行えるテストベッドを提案する.本テストベッドでは,USRP2の送信出力を変更するためにGNU Radio内のデジタル増幅器の増幅率を調整することによってUSRP2の無線通信半径を5m程度まで制限し,5m×5mの限られたスペースに,エンド間の通信経路にマルチホップによる転送が存在するようなネットワークを構築できる.同テストベッドを用いて期待どおりの実験が行えるかを確認するために,構築したネットワークを用いて,パケットレベルでのRandom Network Codingを用いた情報配信手法の実験を行った.同様の環境を想定したパケットレベルのシミュレーションの結果との照合により,実験で得られたパケットロス率に近いパラメータを用いたシミュレーションによって実験と同様の結果を得られることを確認し,提案したテストベッドの利用可能性を示した.To evaluate the performance of protocols on wireless ad-hoc networks, approaches both by simulation and experiment in a real environment are important. In this paper, we propose to use a software-defined radio platform GNU Radio and its dedicated device USRP2s to built a flexible and narrow space wireless network testbed for evaluating protocols designed for use in lossy wireless networks. Our testbed can control USRP2's wireless communication range less than 5m by adjusting the gain of the digital amplifier in GNU Radio and the analog amplifiers in USRP2 and enables to deploy a multi-hop network in a 5m×5m square. To confirm that the proposed testbed can be used for evaluating packet loss-resistant protocols, we conducted experiments of a data dissemination protocol leveraging random network coding using the testbed. The measurement results were almost the same as the simulation results obtained by a packet-level simulator with the similar values of link packet loss ratio observed in the testbed and showed the potential of the testbed for the use of evaluation of data dissemination protocols for wireless ad hoc networks.

著者

金原辰典 楠嶺生宏 石原進

雑誌

マルチメディア、分散協調とモバイルシンポジウム2011論文集

巻号頁・発行日

vol.2011, pp.595-603, 2011-06-30

著者

金原辰典 石原 進

雑誌

研究報告高度交通システム(ITS)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.14, pp.1-8, 2011-11-03

---

無線アドホックネットワークのプロトコルの研究を進めていく上で,シミュレーションと実環境双方からアプローチしていくことは重要である.筆者らの研究グループでは,車々間アドホックネットワーク(VANET: Vehicular Ad hoc NETwork)上での情報配信にRandom Network Coding(RNC)とOpportunisticなデータ配信,ならびに車両密度や速度に応じたデータ配信制御を組み合わせることで,特定エリア内への低遅延で確実的な情報配信を可能とする手法を提案している.この手法は,シミュレーションによる性能評価によりその効果が確認されているが,実環境での評価がされていない.しかしながら,様々な条件を考慮した実環境での評価を行うには,移動端末の確保や広大な実験スペースが必要等の問題がある.本稿では,省スペースで端末密度や通信状態等の条件を柔軟に変更できる実験環境を整えるため,Wi-FiやZigBee等の通信デバイスと比較して,柔軟に無線信号処理の変更が可能であるソフトウェア無線開発ツールキットGNU Radioを用いて実環境実験環境を構築した.その後,R2D2Vの動作の一部であるRNCとOpportunisticなデータ配信を組み合わせた情報配信動作を屋内外で固定端末を用いて実験を行い,省スペースでエラー発生率の高いアドホックネットワーク環境を模した実験が可能であることを確認した.To evaluate the performance of protocols on wireless ad-hoc networks, approaches both by simulation and experiment in a real environment are important. We have proposed a regional data distribution scheme which utilizes Random Liner Network Coding (RNC), an opportunistic data delivery strategy, and adaptive transmission control considering the density of vehicles and their moving speeds on Vehicular Ad hoc networks (VANETs). It is confirmed that the scheme can disseminate a data item rapidly and reliably by controlling the probability of sending a data item according to the vehicle density and vehicle speed through simulation. However it has not been fully evaluated in a real environment. To evaluate such a scheme in various condition, many devises, wide experiment field, and a lot of manpower are required. In this paper, we discuss using GNU Radio which can control various wireless signal processing more flexibly than off-the-shelf Wi-Fi and ZigBee devices to built a flexible and narrow space wireless network testbed. We evaluated a simplified prototype of R2D2V which disseminates a data item using RNC indoors and outdoors. We obtained a brief guideline of how to build an experimental environment of a wireless ad-hoc network in a small space.