Distributed Congestion Control over Wireless Ad Hoc Networks

摘要

Throughout the history of packet communication networks, congestion has been one of the problematic issues, which adversely affect network qualities, in terms of throughput, delay, delivery ratio, fairness, channel utility, and so on. In the internet, congestion is controlled by the end-to-end approach of the transport layer protocol, namely, Transmission Control Protocol (TCP). Due to multi-path fading, mobility, and so on, the end-to-end congestion control suffers from poor performance, implying the fact that the end-to-end congestion control does not operate well in multi-hop ad hoc networks. In this paper, we introduce a distributed congestion control scheme for multi-hop ad hoc networks. The scheme consists of congestion monitoring, inter-/intra-node rate signaling, and upper-/lower-layer rate control. Because the scheme operates in a distributed manner exploiting cross layer interactions, it can promptly react to the wireless channel dynamics. The simulation results show that our scheme can significantly improve traffic performance in terms of delivery ratio and delay.%ネットワーク通信において、輻輳は、通信の品質、特にパケット到達率、遅延、スループットなどに悪影響を与える。有線ネットワークにおいて、輻輳は主にTCP（トランスポート・コントロール・プロトコル）のエンド・ツウ・エンド制御によって対応されてきた。しかし、無線アドホックネットワークは、端末の移動、マルチパスフェージングなど、有線ネットワークと大きく異なる特徴をもつ。そのため、エンド・ツウ・エンド輻輳制御は、無線アドホックネットワークにおいてその効果を十分に発挿できない。本論文は、各端末で行われる輻輳監視、端末間および端末内でのレートシグナリング、さらに下位層と上位層でのレート制御からなる分散型輻輳制御方式を提案する。提案方式は、ホップ・バイ・ホップ制御により素早く輻輳を検知および対応できるため、チャネル状態が頻繁に変動する無線アドホックネットワークに適している。本論文は、提案方式の有効性をネットワークシミュレータにより確認した。