| Autor(en): |
Anatolij Zubow |
Titel: |
Kooperatives Forwarding in drahtlosen Maschennetzen |
| Gutachter: |
Jens-Peter Redlich; Adam Wolisz; Mesut Günes |
| Erscheinungsdatum: |
16.07.2009 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-100100086)
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| Fachgebiet(e): |
Informatik |
| Schlagwörter (ger): |
drahtlose Multi-Hop Maschennetze, kooperatives Weiterleiten von Paketen, opportunistisches Routing, Mehrkanalprotokoll |
| Schlagwörter (eng): |
wireless multi-hop mesh networks, cooperative packet forwarding, opportunistic routing, multi-channel protocol |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II |
| Lizenz: |
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| Zitationshinweis: |
Zubow, Anatolij:
Kooperatives Forwarding in drahtlosen Maschennetzen;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II , publiziert am 16.07.2009, urn:nbn:de:kobv:11-100100086
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| Abstract (ger): |
| In der vorliegenden Arbeit werden praktische Protokolle
für spontane drahtlose Multi-Hop Maschennetze vorgestellt, diese
betrachten das drahtlose System ganzheitlich und berücksichtigen
damit die Besonderheiten des drahtlosen Mediums, wie Fading,
Interferenz sowie starke Signaldämpfung aufgrund von Entfernung bzw.
Hindernissen. Interferenz ist eine Hauptursache für Paketverlust,
Durchsatz und Latenz können durch die gleichzeitige Verwendung
mehrerer interferenzfreier Kanäle verbessert werden.
In Sensor- bzw. Community-Netzen kommt preiswerte und
energiesparende Hardware zum Einsatz, die Verwendung zusätzlicher
Antennen bzw. Radios ist deshalb nicht möglich. Andererseits werden
aber zukünftige drahtlose Netze eine 100-mal höhere Knotendichte,
verglichen mit heutigen Netzen, zeigen. Durch die Ausnutzung der im
System inhärent vorliegenden Ressource Nutzer (Multi-User
Diversität) werden durch Kooperation virtuelle Multi-Antennen und
Multi-Radiosysteme aufgebaut. Aufgrund des großen Abstands zwischen
den Knoten erreicht man erstens eine hohe räumliche Diversität und
zweitens lassen sich damit auch negative Effekte, wie Interferenz
zwischen benachbarten Kanälen, minimieren.
Es werden Algorithmen sowohl für die Mediumzugriff- als
auch die Routing-Schicht vorgestellt. Da keine spezielle
physikalische Schicht notwendig ist, kann IEEE 802.11 verwendet
werden. Schließlich kann auch auf die bereits heute verfügbare IEEE
802.11 Hardware, die nur eine Kanalumschaltzeit im
Millisekundenbereich erlaubt, zurückgegriffen werden.
Die zwei vorgestellten Protokolle eignen sich für
Umgebungen mit hoher bzw. geringer Interferenz durch fremde
WiFi-Netze. Bezüglich Durchsatz werden moderne Protokolle, wie DSR
auf Basis von IEEE 802.11 und ETX-Metrik, um ein Vielfaches
übertroffen, außerdem ist die Latenz klein und das TCP/IP-Protokoll
kann unverändert verwendet werden. |
| Abstract (eng): |
| In this work practical protocols are introduced for
spontaneous wireless multi-hop mesh networks which contemplate the
wireless system integrally and therefore take into account
particular features of the wireless medium, like fading,
interference as well as strong signal attenuation due to distance or
obstacles. Interference is one of the main causes for packet loss.
Throughput and latency can be improved by the simultaneous use of
several non-interfering channels.
In sensor or community networks inexpensive and
energy-saving hardware is used. Additional antennas or radios are
impossible therefore; on the other hand future wireless networks
will show a 100 times higher node density in comparison with today''s
networks, however. By the usage of the resource user (multi-user
diversity), that is inherently present in the system virtual
multi-antennas and multi-radio systems can be built up by
cooperation. Firstly, a high spatial diversity can be achieved due
to the large distance between the nodes and secondly, negative
effects like interference can be minimized between neighboring
channels.
Algorithms are introduced both for medium access and
routing layer. Since a special physical layer is not required IEEE
802.11 can be used. These days already available 802.11
hardware, which allows a channel switching time in milliseconds, is
finally usable.
The two protocols introduced here are suitable for
environments with a high or low interference caused by foreign WiFi
networks. Regarding their performance modern protocols like DSR
based on 802.11 and ETX metric are surpassed by far. Moreover,
the latency is small and the TCP/IP protocol can be used in its
unchanged form. |
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