MAC Protocol for Smart-antenna-used Ad hoc Network without RTS/CTS handshake by using Pulse/Tone exchange

摘要

This paper proposes a MAC protocol for ad hoc networks with smart antennas. In the proposed protocol, Pulse/Tone exchange mechanism is applied to the smart-antenna network, which reduces collisions due to the hidden-node problem. Further throughput enhancement is achieved because of the compatibility between the Pulse/Tone exchange and the smart-antenna networks. The directional hidden-node problem is mitigated by the Pulse/Tone exchange. Additionally, the number of exposed nodes due to Pulse/Tone exchanges is limited because of the smart-antenna usage. Therefore, it is unnecessary to use RTS/CTS handshakes after Pulse/Tone exchanges, which is necessary for omni-directional antenna system. This overhead reduction enhances the network throughput. As a result, the network throughput can be effectively improved. Simulation results show the validity and effectiveness of the proposed protocol.%本稿では,スマートアンテナとPulse/Toneの交換によりRTS/CTSを不必要とするアドホックネットヮーク用のMACプロトコルを提案する.提案方式では,各端末がーつのトランシーバーを用い,通信を開始する前に送信端末は周辺端末とPulse/Toneの交換を行う.Pulse/Toneは極短パルス状の信号のため,他の端末のフレームと同時に送られたとしても衝突を起こさない.このため,隠れ端末問題によるフレーム衝突を軽減することができる.また,Tone未検知は主に難聴問題に起因すると判断でき,Pulse再送時にContention Window (CW)を固定する.これにより,難聴問題における送信待機時間を滅少できる.さらに,スマートアンテナを適用することで,Pulse/Tone の交換によるォムニアンテナを用いる場合のさらし端末の増加を軽減させることができる.ォムニアンテナを用いる場合さらし端末の増加を軽減させるためにRTS/CTSを用いた.したがって,提案方式ではRTS/CTSの交換が不必要になり,ネットワークのオーバーへッドを軽減し,スループットを向上させることができる.計算機シミュレーションにより,提案の有効性を示す.