Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Power control-based design considerations for ad hoc and mesh networking  

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου 000339018
Τίτλος Power control-based design considerations for ad hoc and mesh networking
Άλλος τίτλος Σχεδιαστικές Προσεγγίσεις Ad hoc και Mesh δικτύων με βάση τον Ελεγχο Ισχύος
Συγγραφέας Αγγελάκης, Ευάγγελος Γεώργιος
Σύμβουλος διατριβής Τραγανίτης, Απόστολος
Περίληψη Στην παρούσα διατριβή μελετάμε τρία θέματα που επιδρούν στο σχεδιασμό ασύρματων ad hoc και mesh δικτύων:
α) Τις ιδιότητες των ισχύων εκπομπής που ένα σύστημα ελέγχου αποδίδει στους πομπούς των κόμβων, β) τη μοντελοποίηση και την αποφυγή παρεμβολής γειτονικού καναλιού και γ) αποδοτικούς αλγόριθμους για την εγγυημένη ανεύρεση μέγιστων συνόλων ζεύξεων ταυτόχρονης ενεργοποίησης σε μία αυθαίρετη αντιστοίχιση πομπών-δεκτών.
Ο αποδοτικός έλεγχος ισχύος, η εξάλειψη των παρεμβολών και η διαθεσιμότητα μεγάλων συνόλων ζεύξεων ταυτόχρονης ενεργοποίησης για χρήση στη χρονοδρομολόγηση είναι λειτουργίες που γίνονται στα δύο κατώτερα στρώματα του μοντέλου OSI. Οι λειτουργίες αυτές όμως επιδρούν στα ανώτερα στρώματα της αρχιτεκτονικής του δικτύου, καθώς επηρεάζουν την δρομολόγηση, την ταχύτητα ροής δεδομένων (throughput), και τις καθυστερήσεις, με αποτέλεσμα να έχουν σημαντική βαρύτητα στο σχεδιασμό των ad hoc και mesh δικτύων.
Για το λόγο αυτό ερευνούμε με βάση το κριτήριο του λόγου του λαμβανομενου σήματος προς παρεμβολή-και-θόρυβο (signal to interference-and-noise ratio: SINR) και μέσω αναλυτικών μοντέλων και προσομοιώσεων, τον τρόπο με τον οποίο παράμετροι χαμηλών επιπέδων των ασύρματων δικτύων, όπως η πυκνότητα του κόμβων του δικτύου, αλλά και παράμετροι του ασύρματου μέσου όπως ο εκθέτης απωλειών διάδοσης, επηρεάζουν τις ισχείς εκπομπής των πομπών και την δυνατότητα ταυτόχρονης ενεργοποίησης πολλαπλών ζεύξεων. Παρουσιάζουμε επίσης ένα υποθετικό σενάριο όπου μελετάμε πώς κακόβουλοι κόμβοι (jammers) μπορούν με ελάχιστη ισχύ παρεμβολής να βλάψουν ένα ad hoc δίκτυο και κατά πόσο αυτό μπορεί να αντισταθμίσει τις απόπειρες τους απλά προσαρμόζοντας τις ισχείς εκπομπής των πομπών του. Ακόμη, ορίζουμε ένα μοντέλο για τον υπολογισμό της ισχύος της παρεμβολής που δημιουργείται από μερικώς αλληλοεπικαλυπτόμενα κανάλια. Το συνδυάζουμε με το κριτήριο του SINR για να ποσοτικοποιήσουμε τα αποτελέσματα της παρεμβολής γειτονικού καναλιού (adjacent channel interference: ACI) στο 802.11a, όπου ενώ τα γειτονικά κανάλια ευρέως θεωρούνται ως ορθογώνια δείχνουμε ότι όχι μόνο το άμεσα γειτονικό, αλλά και το επόμενο του έχουν την δυνατότητα να δημιουργήσουν παρεμβολές σε ένα κανάλι. Επιβεβαιώσαμε το θεωρητικό μοντέλο εφαρμόζοντας το σε εργαστηριακή πλατφόρμα (testbed) στην οποία το ασύρματο κανάλι εξομοιώνεται από καλώδια, εξασθενητές, διακλαδωτές και αθροιστές. Η πειραματική μας διάταξη σχεδιάστηκε ώστε να έχει την δυνατότητα να απομονώνει πλήρως τους μηχανισμούς του 802.11a που επηρεάζονται από τις παρεμβολές: την λήψη δεδομένων στον δέκτη και την εκτίμηση ελεύθερου καναλιού (clear channel assessment: CCA). Μέσω πειραμάτων προσδιορίσαμε ποσοτικά την επίδραση της ACI στο ωφέλιμο throughput για καθένα από τους δύο μηχανισμούς. Επίσης, ορίσαμε ένα εργαλείο για τον προϋπολογισμό της ισχύος παρεμβολής, που λαμβάνει υπόψη την ACI και την χρήση κατευθυντικών κεραιών. Δείχνουμε με μια πλατφόρμα εξωτερικού χώρου στο πραγματικό ασύρματο μέσο, πώς μπορεί αυτό να χρησιμοποιηθεί για ένα κόμβο ασύρματου mesh δικτύου με πολλαπλές διεπαφές.
Τέλος, έχοντας ως οδηγό τις αρχικές παρατηρήσεις μας για την δυνατότητα ταυτόχρονης ενεργοποίησης πολλαπλών ζεύξεων, κατασκευάσαμε δύο αλγόριθμους που εγγυώνται την εύρεση μέγιστων συνόλων εφικτών αντιστοιχίσεων και έχουν σημαντικά βελτιωμένη απόδοση σε σχέση με την μέθοδο brute-force.
Κατά την πορεία της ερευνάς μας επιβεβαιώσαμε μέσω προσομοιώσεων δομικές μαθηματικές προτάσεις για τις μεθόδους ανάθεσης ισχύος που χρησιμοποιήσαμε. Η πολυπλοκότητα τους όμως δεν μας επέτρεψε να τις αποδείξουμε όλες. Παρουσιάζουμε λοιπόν εικασίες με επαρκείς ενδείξεις για την εγκυρότητα τους. Η απόδειξη τους μένει ανοιχτή πρόκληση για την επιστημονική (κυρίως μαθηματική) κοινότητα. Επίσης, στην εργασία αυτή παραθέτουμε το δομικό στοιχείο για ένα εργαλείο βέλτιστου σχεδιασμού κόμβων πολλαπλών ράδιο-διεπαφών για χρήση σε mesh δίκτυα. Σε συνδυασμό με τις παρατηρήσεις και τις μεθοδολογίες που υπάρχουν σε αυτή τη διατριβή, ανοίγεται η δυνατότητα κατασκευής ενός εργαλείου για χρήση σε πραγματικά συστήματα.
Φυσική περιγραφή xviii, 95 σ. : εικ. ; 30 cm.
Γλώσσα Αγγλικά
Ημερομηνία έκδοσης 2008-07-22
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών--Διδακτορικές διατριβές
  Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
Εμφανίσεις 147

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Προβολή Εγγράφου
Εμφανίσεις : 15