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A Classification Approach to Broadcasting in a Mobile Ad Hoc Network 姓名:陳佳威 指導教授:陳定宏教授 1. 2. 3. 4. 5. INTRODUCTION RELATED BROADCAST PROTOCOLS NAIVE BAYES CLASSIFIER SIMULATION and RESULTS FUTURE WORK AND ONCLUSIONS OUTLINE 在其他許多的網路中，廣播是一個很重要的機制， 提供一些控制以及路徑的路由。 例如: ◦ 動態來源端路由協定（Dynamic Source Routing，DSR）利用 廣播來建立其路由路徑，另外暫時性順序路徑演算法 （Temporally-ordered Routing Algorithm，TORA）。使用廣 播來傳遞錯誤路徑的錯誤封包 名稱 特色 缺點 Simple Flooding 所有接收訊息車輛皆再次廣播收 到的訊息 大量封包碰撞及增加傳遞延遲時 間 Probability-based 切割傳送範圍並賦予機率，由機 率最大的區塊廣播 切割區塊耗時及區塊優先權難以 判斷 Counter-based 接收訊息時計數值加1，超過設 定值時廣播訊息 計數器值難以設定 Location-based 藉由判斷車輛位置，建 立最適合之傳遞路徑 無法接收GPS 訊號時將無法使 用 INTRODUCTION 本篇論文的學習模型為貝氏網路，貝式網路則是 一種利用圖形來表現的模式，此圖形每個節點會 包含相關連的變數的機率值，並且由父點來決定 下一個子點的相關機率值，如此可以很簡單的去 合併一個新的資料到貝式網路中，並維持貝式網 路的資料始終是最新的。 貝式網路的用途很多，它可以用來做預測、溝通、 訓練及提供更多的選擇來做更好的決策。 貝氏網路 應用於行動無線隨意網路(MANET)的廣播技術: ◦ 簡單氾濫式(simple flooding) ◦ 機率基礎(probability-based)方式 ◦ 區域基礎(area-based)方式 ◦ 鄰居資訊(neighbor knowledge)方式 ◦ 群集基礎(cluster-based)方式 RELATED BROADCAST PROTOCOLS 利用鄰居資訊(neighbor knowledge) 來決定那 些節點可以不參與轉傳廣播(re-broadcast)： ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ 自我修撿氾濫式(Flooding with self-pruning) 可調變廣播演算法(Scalable broadcast algorithm) 多點傳達(Multipoint relaying) 隨意廣播協定(Ad hoc broadcast protocol, AHBP) 鄰居資訊(neighbor knowledge)方式 假設:每一節點須知所有2-hop鄰居資訊(neighbor knowledge)[一“HELLO”封包內含1-hop鄰居資訊， 節點借由交換此封包 2-hop鄰居資訊]. 演算法： ◦ 廣播傳送者(Sender, say, S)：送出封包 ◦ 接到廣傳的那些鄰居也收到相同封包的封包(Receiver, say, R)： (由假設) R 知道那些鄰居也收到相同的封包。 R 在準備送封包至未從S處收到封包的鄰居節點前，啟動一計時 器，RAD (Random Assessment Delay) ◦ 在RAD內，若從其它節點收到相同的封包時，R也做同樣的檢查，看 是否那些鄰居尚未收到相同的封包[但不改變RAD]。 ◦ RAD 時間到時：若R能轉送封包到額外的節點則重傳。 可調變廣播演算法(Scalable Broadcast Algorithm, SBA) 轉播節點(Forwarding nodes)由上游(upstream)廣播 者指定。這些轉播節點被稱為多點傳達點(multipoint relay points, MRPs). MRP資訊會置於“HELLO”封包. 假設每一節點已知2-hop距離內所有節點的資訊；使用以 下步驟決定MRPs： ◦ 找出只能由特定(1-hop)鄰居才能到達的所有2-hop的鄰居。這特 定(1-hop)鄰居為一MRP。 ◦ 稱可由MRPs到達的2-hop鄰居為2-hop覆蓋鄰居集。 ◦ 找出能覆蓋較多(most)未覆蓋2-hop鄰居的一新的1-hop鄰居, 將此新的1-hop鄰居加入MRP。 ◦ 重複步驟2 直到所有2-hop鄰居都被覆蓋。 多點傳達(Multipoint Relaying) 類似多點傳達(Multipoint Relaying, MRP)。 只有被指定為廣播傳達閘門(Broadcast Relay Gateway, BRG)的節點才能傳送封包。 BRGs vs. MRPS ◦ 選取雷同 ◦ 與多點傳達不同處: BRGs資訊在封包標頭內並非在“HELLO”訊息內。 因為2-hop內的鄰居資訊在廣播封包內，因此每個收到廣播的 BRG知道此廣播封包有那些鄰居也收到。故這些鄰居不被考慮 為可能的BRG。 隨意廣播協定(Ad Hoc Broadcast Protocol, AHBP) 我們希望結點可以透過經驗自動改善適應其身處 的環境，所以需要一個客觀的評估函數來評估每 個節點是否需要轉發傳入的廣播封包 Successful retransmission ◦ For a given mobile node A and broadcast packet X,A considers X to be a successful retransmission if after broadcasting X, A hears one of its neighbors also broadcast X. NAIVE BAYES CLASSIFIER(1) Naive Bayes models是貝氏網路的一個特例， 由一個父親節點及許多兒子結點所組成的一個輸 入向量。 每一個子結點包含兩個表格，分別是成功/失敗 retransmission，父親節點包含一個表格，成功、失敗 的機率。 NAIVE BAYES CLASSIFIER(2) 使用這個架構的好處在於，當一個節點A判別一 個封包重新傳輸失敗的時候，大概會是什麼原因， 也許是對方速度過快，超過了傳輸距離，又或者 是網路碰撞，或者是對方已經擁有此封包…等。 另外一個好處是每一個節點擁有自己的訓練資料 以及分類器，因為每個節點所處的環境可能不盡 相同，所以獨立的分類器可以加強 NAIVE BAYES CLASSIFIER(3) SIMULATION and RESULTS 在一些文獻中已經有提出更好的廣播演算法，但 是在許多的情形之下還是使用傳統的Simple Flooding，這不僅不可靠還浪費網路資源。然而 我們的演算法是table-based，不僅簡單有效率 而且在各種網路環境下都顯得更加強韌，所以我 們希望大家可以多多採用我們的方法。 FUTURE WORK AND ONCLUSIONS