ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΚΕΤΩΝ ΣΕ ΑΣΎΡΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΑ AD-HOC ΜΕ ΚΡΙΤΉΡΙΑ ΕΞΑΣΦΑΛΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΊΑΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ

ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ.

Διπλωματική εργασία

Επιβλέπων καθηγητής : Μητράκος Δημήτριος

Φοιτητής : Κηπουρίδης Ορθόδοξος

ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2009

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Πολυτεχνική Σχολή

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών

Mobile AdHoc Networks - MANET Ασύρματα Ad hoc – based links Infrastructureless Multihop Self – organized Mobile

Δίκτυα τέταρτης γενιάς – 4G IP – based Ενσωμάτωση

διαφορετικών δικτυακών τεχνολογιών

Υποστήριξη ad – hoc δικτύωσης

Χαμηλότερο κόστος Location awareness

Εφαρμογές

Δίκτυα Αισθητήρων Καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Οικιακή δικτύωση (PANs) Στρατιωτικές επικοινωνίες Location –aware υπηρεσίες Vehicular networks

Περιοχές ερευνητικής δραστηριότητας Μέθοδος Προσπέλασης Φυσικού Μέσου (MAC) Εξοικονόμηση ενέργειας Δρομολόγηση - Routing QoS

1. Collisions: Πακέτα γειτονικών κόμβων συγκρούονται κ απαιτείται αναμετάδοση

2. Overhearing: Κόμβοι λαμβάνουν πακέτα τα οποία δεν προορίζονται για αυτούς

3. Control Packet Overhead: Πολλά πρωτόκολλα απαιτούν την αποστολή πακέτων ελέγχου

4. Idle listening: Κόμβοι περιμένουν να λάβουν πακέτα τα οποία δεν λαμβάνουν τελικά

MAC πρωτόκολλα – Contention based

IEEE 802.11 (DCF) –CSMA/CA

Χρήση RTS/CTS Χρήση φυσικού & εικονικού carrier

sense Χρήση NAV (Neighbor Allocation Vector)

Όταν ένας κόμβος ακούσει την μετάδοση ενός γειτονικού του, μπορεί να καθορίσει πόσο χρόνο θα διαρκέσει η μετάδοση κ να «σιωπήσει»

Η τιμή αυτή φυλάσσεται στο NAV η οποία κ μειώνεται

Για να στείλει ένας κόμβος πρέπει να επιτύχει και το CS αλλά και NAV=0

Όταν ένας κόμβος ακούσει RTS/CTS τότε γνωρίζοντας πόσο διαρκεί η μετάδοση θα κοιμηθεί

MANETSim Java Java3D Discrete Event Simulation

Log files

Μετρήσεις στο 802.11b

Throughput

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

Received Throughput for basic access

256 bytes

512 bytes

1024 bytes

Offered DataRate(Mbps)

Th

rou

gh

pu

t (M

bp

s)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

1

2

3

4

5

6

Received Throughput for RTS/CTS access

256 bytes

512 bytes

1024 bytes

Offered DataRate(Mbps)

Th

rou

gh

pu

t (M

bp

s)

QoS στο 802.11b

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1

Latency for basic access

256 bytes

512 bytes

1024 bytes

Ave

rag

e la

ten

cy (

sec

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2Latency for RTS/CTS mech-anism

256 bytes

512 bytes

1024 bytes

Ave

rag

e la

ten

cy (

sec)

0 2 4 6 8 10 120

20

40

60

80

100

120

Successful Packets delivered (%) for Basic Access

256 bytes

512 bytes

1024 bytes

Offered Load dataRate(Mbps)

Su

cces

sfu

l p

acke

ts %

0 2 4 6 8 10 120

20

40

60

80

100

120

Successful Packets delivered (%) for RTS/CTS mechanism

256 bytes

512 bytes

1024 bytes

Offered Load dataRate(Mbps)

Su

cces

sfu

l p

acke

ts (

%)

Power-aware routing Protocol - MinPowRoute Proactive Προσαρμογή ισχύος

εκπομπής κόμβων Shortest – path αλγόριθμος

του Dijktra με κόστος διαδρομής την ισχύ της διαδρομής

Κάθε κόμβος δύναται να έχει καθορισμένο αριθμό ζεύξεων (Ν κοντινότερους κόμβους)

Στόχος η ισορροπία μεταξύ μήκους διαδρομής και αριθμού επανεκπομπών

DIJKSTRA (G, w, s)2.S ← { }     // S will ultimately contains vertices of final shortest-path weights from s

3.Initialize priority queue Q i.e., Q  ←  V[G]

4.while priority queue Q  is not empty do

5.    u  ←  EXTRACT_MIN(Q)    // Pull out new vertex

6.    S  ←  S � {u}    // Perform relaxation for each vertex v adjacent to u

7.    for each vertex v in Adj[u] do

8.        Relax (u, v, w)

9.INITIALIZE SINGLE-SOURCE (G, s)

 

Μετρήσεις απόδοσης πρωτοκόλλου

2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

Number of hops to destination

Max neighbors per node N

Ave

rag

e H

op

Nu

mb

er

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5End - to - end latency

0,143

0,202

Max neighbors per Node (n)

Ave

rag

e en

d t

o e

nd

lat

ency

(se

c)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Successful Packets Delivered

2 Mbps

6 MbpsMax Neighbors per Node (N)

Su

cces

sfu

l p

acke

ts %

2 3 4 5 6 7 8 9 100

20406080

100120140160

Links Established

Max Neighbors per Node N

Nu

mb

er o

f li

nks

Κατανάλωση ενέργειας.

2 3 4 5 6 7 8 9 100

10

20

30

40

50

60

Average Node Power Consumption (α =2)

MinPowRoute pro-tocolNo power ad-justment

Tra

nsm

it P

ow

er (

mW

)

Ευχαριστώ για τη προσοχή σας!

Ερωτήσεις ?