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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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一个高效的混合信道分配一个多接口的无线网状网络的协议

Dr.T.V.U。Kiran库马尔
煤斗、部门的ECE Bharath大学印度钦奈- 600073
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文摘

多界面和dynamicchannel调整主要地用于改善有控制和无线网状网络的灵活性(WMNs)。生成的系统在头不受控制的界面切换不利WMNs的性能降低。之间找到一个合理的折衷的灵活性和切换管理费用,我们建议ahybrid channelassignment协议(HCAP) multiinterface WMNs。HCAP采用静态interfaceassignment战略节点,最重的负荷,避免频繁的界面切换,而采用一种混合interfaceassignment其他节点的策略来提高适应流量变化的能力。在我们的实现中,我们提出一个slotbased协调政策。广泛的NS2仿真证明HCAP提高网络容量,提高灵活性,并保证交流公平。

关键字
信道分配、协调、界面切换,多个接口,无线网状网(WMN)。

介绍
在部署无线网状网络(WMNs)最近迅速增加,由于其显著的优势,超过其他无线网络。典型的WMN应用程序由三个层次组成:有线网络、WMN骨干,网的客户。有线网络包含WMNs大部分资源,比如文件服务器,文件传输协议服务器,等。WMN骨干是静态无线网状路由器的集合。有线网络之间的交通荷载和移动用户在网客户WMN骨干多次反射的方式传播。网客户端可以连接到WMN骨干通过建立与网格路由器有线或无线连接。大多数无线网络,比如无线局域网,无线城市的网络,无线广域网络、无线传感器网络、无线个人区域网络和蜂窝网络,可以作为网格客户端。WMN的体系结构的一个例子是图1所示,实线和虚线显示有线和无线链路分别通过多次反射一个快速传输数据的网络传输,移动终端在网客户可以很容易地访问驻留在有线网络的资源。交通负荷WMNs通常聚合来自不同系统,这要求WMNs提供高容量和灵活性。另一方面,聚合交通负荷加重干涉WMNs的问题,这严重降低了网络的吞吐量。动态信道调整和装备每个网格路由器有多个接口是一般性地提高执行能力和WMNs的灵活性。 Advantages of both multiple interfaces and dynamic interface (DI) switching have been long acknowledged. However, uncontrolled interface switching may induce two kinds of dependence problems. It induces connection dependence if a node cannot communicate with another node within its transmission range since they switch to different channels. Also, it is channeldependent when changing the channel of a particular link results in a series of changing channels of other links. Furthermore, frequent interface switching may result in the problem of broadcasting due to absence of permanent communication links. Moreover, interface switching also brings additional delay, which may impact the decision of other protocols or applications.
我们提出一个channelassignment协议,这是表示作为混合channelassignment协议(HCAP)、多界面的WMNs。考虑频繁的界面切换的影响,提出了节点协议采用静态接口任务最重的负荷,而采用一种混合信道分配给其他节点快速适应交通流的变化。我们的目标是找到一个合理的灵活性和切换开销之间的权衡在提高网络容量,采用界面切换。信道分配协议的性能在多通道multiinterface无线网络可以以数据率和延迟传输到网关节点(GNs)。然后从理论上分析拟议中的协议使用一个简单的模型的性能和评估拟议中的协议的性能模拟。
•我们提出一种新颖的多界面的WMNs channelassignment协议。该协议不需要先验知识的负载。然而,它可以自动适应负载变化。
无线网格路由器intothree类型进行分类根据他们的位置。网关(GA):网格路由器连接到有线网络viaWired链接。超级节点(SN):网格路由器arewithin传输angeof气体。普通节点(GN):网格路由器theTransmission范围以外的气体。
•拟议中的协议采用这种接口分配策略,结合静态和混合接口分配策略的优势找到一个可行的灵活性和切换开销之间的权衡。
•该协议需要一个基于槽coordina策略,而不需要额外的广播接口通道。结果表明,它使两个界面切换开销和协调的复杂性在可容忍的范围内。

相关的工作
许多研究已经完成multiinterface无线网络。由于不受控制的通道切换可能诱发挑战性的问题,研究人员必须平衡灵活性和可行性之间的权衡利用界面切换策略。一般来说,有两种典型的方法。
答:周期性的信道分配
所有接口的每个节点的广告——只是渠道每经过相当长的时间,等几个小时或几天。期间,没有界面可以切换频道。
通信链接和流量无线网格节点上的负载是已知的。在channelassignment过程时,它首先队列根据交通信息的链接,然后分配渠道的递减顺序加载的链接。
channelassignment过程执行每几个小时/天。一些链接可能共享一个接口由于数量非常有限的接口上配置节点。然而,这种策略并不避免channeldependence问题。假设每个节点之间的路由路径和建立了GN。解决通道的依赖,该算法分类的两个无线接口安装在每个无线网状节点(网关除外)分为两种类型:一种是使用与它的父节点通信,另一个是用来与其子节点。两个接口是用来与他们的孩子沟通节点,因为它们每一个路由路径的根。从GA,每个节点只决定了通道的接口,用于与其子节点。显然,其他界面的通道是由它的父节点根据这个算法决定。
b混合信道分配
只有几个接口的无线节点信道分配后可以动态地改变渠道。这些接口切换频道在每个包或几包的基础上。
拟议的协议称为动态信道分配(DCA)动态地分配渠道在随需应变的方式。整个带宽分为一个控制通道和n根据DCA的数据通道。DCA假定每个节点配备两个无线接口:一个是用于传输控制包,另一种是只用于传输数据包。谈判前修复在控制通道的通道是用来传输数据包,而后者在协商渠道发送/接收数据包。
两种类型的接口:接口接收和发送接口。分别为每个接收接口修复一个独特的频道,而发送接口可以动态切换频道。不同于默认节点之间没有共同的联系。发送者的第一开关的发送接口接收通道的接收机前沟通。

PRELIMINA里斯和假设
答:系统模型
我们考虑一个由M网关和N的WMN其他网格节点(即。、SNs和GNs)。在大多数情况下,M和N之间的比例远小于1,因为通常都是一些GA节点。然后,我们假设M / N足够小,任何两个GA节点不相互干扰,即使他们被分配一个共同的通道。我们假设每个节点配备了两个接口。
因为大多数交通负荷WMNs与有线网络——工作和网的客户,我们省略网客户之间的交通流量在下面讨论。在这种假设下,每个网格节点应当建立至少一个路由路径,天然气资源驻留在有线网络的访问。为简单起见,我们假设一个节点只能建立一个路由路径的气体。
在WMN骨干交通负荷节点unbal国内外。外网节点只是中继流量负载网客户各自的覆盖范围内,而中间网格路由器应该也为其他节点中继通信负载。很明显,聚合负载中最重的气体WMN因为所有数据包,注定要和从有线网络将达到气体。从气体,加载网格节点上的大幅下降。一个节点之间的距离越远,GA,较轻的聚合的负载。
b .界面切换模式和时间同步
为了便于说明,我们表示可以动态切换通道的接口信道分配后说,我们表示接口,不能切换频道后由固定信道分配接口(FIs)。说的安排时间分为小时间片,它定义的最小时间,DI之前花在一个通道切换到另一个。所花费的时间切换频道是微不足道的每个时间片的长度。我们引入一个概念,即。,slot, to denote the time slice. We use a cycle to denote the maximum number of communications that the scheduler can schedule at a time. We define the size of a cycle, i.e., S, as the number of slots that are included in a cycle. The size of a cycle should satisfy that a hybrid node communicates at least once with every hybrid node within its transmission range in a cycle. The structure of a cycle is shown in Fig. 2.
无线节点不能相互沟通,如果他们解决在不同渠道由于无线介质的特点。因此,一对通信节点应该切换到前一个通道同时通信。因此,需要时间同步,以确保节点切换频道。节点之间的数据传输,采用混合信道指配在计划的协议需要本地同步由于没有常见的通道——渐变违约。然而,我们的协议不重新一刀严格同步。在这里,我们假设该协议采用当前同步方案之一。初始同步信息嵌入到控制包当两个节点坐标的时候他们互相交流。
c混合信道分配协议
在这里,我们详细说明提出的信道分配协议。我们首先描述其接口分配策略,然后介绍信道指配过程和共同响应算法。最后,我们提供了协调策略。
图3界面分配结果的概述根据HCAP使用七个节点网络,在无线接口用一个矩形图3 (b)。上矩形SN节点表示其FI之一,而它代表一个迪低。矩形中的数字是其指定的通道。
行没有箭头表示GA和SN节点之间的链接,而箭线表示混合节点之间的联系。每个箭头线从发送方和指向的DI IRec接收机。除了链接代表其通道数量。我们可以看到,使用的频道两个混合节点之间的联系是由接收方决定。例如,链接CD需要4频道,而链接直流通道3。
在这个例子中,两个混合节点可以同时建立两个链接。在考虑到无线网络接口和通道都是宝贵的资源,我们采用以下策略混合节点建立通信链接。当混合节点想要与另一个混合节点在其传输范围,它更愿意使用建立链接。两个混合节点可以建立一个新的动态链接只有建立了它们之间没有联系。这种策略不仅确保两个混合节点只能使用一个链接到相互通信的频率也减少界面切换混合节点上。
d信道指配过程和算法
交通荷载对GA节点网络的最重,GA节点应该得到最高的优先级。因此,两个接口GA节点分配的渠道在第一阶段。SN的FI节点用于与GA节点通信。很自然的分配渠道的FI SN节点在第二阶段。最后,算法分配CRec混合节点。
干扰估计信道分配的关键问题。算法采用加权干扰评估方案(葡萄酒),分配一个权重每个链接来表示一个节点到其他节点的干扰程度。我们不存在的细节葡萄酒由于空间的限制。因为GA节点之间的距离足够大,他们不互相干扰,每个GA节点随机选择的频道所有频道。然后我们关注另外两个程序,最大的η是给定节点的信道分配的优先级最高。η被定义为一个节点的干扰节点数量与渠道目前已经分配。如果多个混合节点有最大的η,他们被分配的渠道以随机的顺序。这个搜索序列满足我们的目标给予更高的优先级的节点有更多的限制。
我们提出了集中式算法来实现信道分配过程。信道分配之前,我们首先把所有混合节点分为组绕着气体。一个混合节点只能属于GA的组节点。每个GA节点需要分配渠道的电荷在其所有节点组。应该注意的是,这个部门只是使用的算法来决定哪些遗传算法用于分配渠道混合节点。信道指配过程在所有遗传算法是相同的。我们将遗传算法为例,来说明信道分配算法。
Letβ表示GA节点和Cβ表示频道分配给β的集合。让Ψ中的组SN节点组β。遗传算法的伪代码节点分配一个通道β每个SN的FI提出了算法。算法分配渠道的FI SN节点
1:虽然(Ψ=φ)
2:(我Ψ)做
3:计算η为我;
4:让Ψ={γ|γΨ,和γ的最大η};
5:(αΨ)
6:对(c Cβ)
7:估计c在节点的干扰
α使用葡萄酒;
8:让γCβ最小干扰的通道;
9:分配FI的γ节点α;
10:删除节点从Ψα;
每个节点的算法首先计算ηΨ(2和3行),然后选择所有节点的最大η的节点集Ψ(第4行)。在5 - 10行,算法选择的频道FIΨα每个节点。我们可以看到组候选人SN节点初始化渠道的渠道集被分配到GA节点β。该算法首先计算每个候选通道的干扰水平使用葡萄酒(第6行和第7行)。然后,它选择的通道的最小干扰水平的FIα(在8和9行)。最后,它删除节点集的αΨ(第10行)。这些操作重复直到Ψnull。

绩效评估
我们建议的协议的性能被广泛评价通过理论分析和模拟。在这里,我们首先描述主要evaluateon指标用于分析和模拟。然后我们现在几个属性所带来的支持协议和一些理论分析的结果。最后,我们验证了该协议的性能通过广泛的NS2模拟。
答:NS2的结果和分析
b仿真设置
然后我们选择他们作为对比方案。为了便于解释,我们指的是两个比较方案如下模拟周期和混合。虽然我们做了大量的模拟,我们只介绍了一套典型的结果由于空间限制。
考虑一个WMN n C无线网状路由器和网关。假定n网格路由器在一个有限的领域是随机分布的。然而,两个相邻节点之间的距离等于传播范围。让r干扰之间的比例范围和传播范围。假设每个节点配备无线接口。
有c通道,每个通道的带宽是W Mb / s。每个路由器生成数据以固定速率w Mb / s。在这里,我们需要水槽从所有网格路由器(即接收数据。,交通从所有网格路由器需要交付给GN)。
1)网络吞吐量
我们测量气体的数量和交通负荷的影响网络吞吐量。我们首先在仿真期间可用气体的数量不同,而我们不断流动的数量不变。然后,我们不同的流动数量装载到网络并保持气体的数量固定的。在这些模拟,流量加载网络的序列,它们将持续到年底模拟。

结论和未来的工作
我们有设计和实现HCAP,即。,a hybrid channel-assignment protocol, for multi interface WMNs. The proposed protocol does not require prior knowledge of loads and additional broadcast interfaces channels. Extensive NS2 simulations show that the proposed protocol improves the network capacity and flexibility and achieves better interflow fairness.Nevertheless, the analysis and simulations have been executed in a relatively ideal environment. For example, we assume that the internal traffic in WMNs can be omitted com- pared with the external traffic.Therefore, the performance of the HCAP may decrease under such a scenario where inter- nal traffic flows cannot be neglected. We will further study and analyze the issue of how to apply our method upon the dynamic channel assignment problem under a more complex environment, where a large quota of traffic is the internal traffic between mesh clients.

数据乍一看
图 图 图
图1 图2 图3

引用