关键字 |
| 近年来基于802.11网状网络已成为一个成功的建筑提供具有成本效益的、迅速部署网络访问各种不同的设置。无线网状网(WMN)是一个通信网络的无线节点组织在网状拓扑。无线网状网的网络可能由客户、网路由器和网关[1]。无线网状网络是一种特殊类型的无线自组网。网格路由器是可移动的,他们可以根据具体的要求产生的网络[10]。通常网格路由器获得无限的资源相比,网络中的其他节点,从而可以将执行更多的资源密集型功能[2]。在802.11中,这些分布式网格节点争访问无线介质。这种争夺介质访问产生的结构不对称网络。数据流的多个啤酒花竞争中在每个中间跳,相比产生的数据流附近的网关。数据网关附近的节点分配的优先级比来自其他节点的数据。 This means that current WMNs based on the IEEE 802.11 MAC and standard network-layer protocols cannot provide fairness to each node in the network.[4] In particular, it has been demonstrated that nodes close to the gateway can starve those that are more hops away[3]. A number of studies have described the uneven distribution of bandwidth among flows in multi-hop wireless networks [6, 7, 8]. |
| 虽然已经完成重大研究解决公平问题在单跳,很少研究解决这一问题在种无线网络。它已经表明,网络层公平可以通过了解公平分配带宽每个节点可以接收,并限制率[5]的节点。然而,尽管这种方法是可行的,它要求所有网格路由器修改操作相关source-rate-limiting协议。在本文中,我们开发一个新的利率限制机制,消除偏见在无线网状网络。速度限制机制需要考虑网络负载。它首先发现网络的拓扑结构。分配一个频率的所有节点从一个基于可用的频率范围在我们的频率分配方案。 |
| 其次然后等待数据请求。它将数据转发请求根据频率分配。现在,网络的性能的措施。该网络将展示一些偏见。一些节点有很多数据请求,少一些。一些节点有较大的数据要求。根据不同的请求,而不是转发数据到最近的路由器的许多算法,实现基于需求的分配方案。最后,网络性能测量,通过图表被证明是比前面的有偏见的分配方案。剩下的纸是组织如下。接下来,我们看到网络模型和在下一节中我们回顾相关工作。 After that we propose our rate limiting mechanism. Next, we evaluate the performance of the proposed scheme through graphs. Finally we conclude the paper. |
网络模型 |
| 我们的论文,我们考虑非移动的无线网络,种。无线路由器转发流量与网关节点。网状网络的物理拓扑结构不需要显示任何特定的结构。转发拓扑结构为一组树的根是网关节点。因此,我们考虑与无约束的物理网络拓扑,嵌入一个转发树的度N≥1和深度D≥2 /网关。特别是,我们专注于单一网关网,一个路由协议建立一组转发链接的树结构。注意,因为网关能力的几十Mbps,由于802.11最大传输速率,典型的D值是2到3,N≤10,以确保足够的每个节点资源。 |
| 为特定的树,网格节点以外的网关节点可以分为两组:一组N的节点直接连接到网关,和一组R其余节点没有直接的联系。图1描述了数据转发树网络拓扑的一个例子。我们认为无线节点配备多个电台。两个集合中的节点N和R争夺网关通过一个共享的无线接口的访问。我们可以逻辑网络分解为组无线路由器的无线收发器拥有相同的频率和所有剩余的节点不同的频率。我们假设没有对等网内流量允许,即。,all non-gateway nodes can open with the gateway or with remote Internet nodes only. Since we are only interested in those performance factors that are originating in the mesh network, we do not consider the effects of the connection path between the gateway and any other remote Internet node. Hence, for the sake of simplicity, we model all downstream flows as originating at the gateway, and all upstream flows as terminating at the gateway node. However, in the rest of the paper we focus on the performance of upstream flows only. This assumption is motivated by the fact that previous work already showed that downstream traffic impairments do not arise in case of UDP, and TCP performs very similarly both upstream and downstream [2]. |
 |
| 图1所示。网络模型。 |
相关工作 |
| 差距框架是基于两个基本想法。首先,他们有空间中的所有节点得天独厚的节点集同意综合网关通话时间利用率的本地生成的交通,不包括转发流量,限制在一个特定的阈值,而不是整个网关通话时间。因此,“交通弱势群体空间节点可以使用剩余网关为成功的数据传输时间(从M一个节点两跳节点的年代,或者一个节点在转发一种数据包到网关)。因为所有节点在知道他们的交通“年代不应该超过一个预定义的阈值,在年代解释多余的网关节点时间利用率只有由于传输种交通[9]。因此,唯一的年代中信息节点需要网关是否通话时间利用率超过阈值。该信息可能被编码成一个比特信息时高流量超过阈值,和其他低。这个消息可能会从网关发送到所有节点的年代,例如,通过编码到目前未使用子类型值802.11帧控制域的ACK,或包括流量指示器在灯塔定期通过网关,或者通过允许网关传输一个新型的管理框架,新定义的交通指示。另一种方式来获得相同的信息在网关通话时间利用率可能在于让单跳节点估计网关活动偷听网关ack。这种方法在单跳节点原则上是可能的,但特别容易估计错误由于解码帧碰撞和失败一些ack,例如,由于信噪比的变化,并不是所有的单跳节点可以解码网关的ack传播速度最高的调制。每个单跳节点获得网关IU利用率指标,其二进制值很高,如果使用的带宽留给多次反射交通。 |
| 他们定义disadvantaged-flow信号带宽,BD =γUγ< < 1,作为系统的一小部分”中资源节点年代合作同意不使用的传播生成本地网关的流量。相反,将使用这个带宽设置专门的空间弱势流动。任何流原始在M将使用这个节点带宽来传输数据,因此,表示当前需要想更多的带宽,如果可能的话,在空间上得天独厚的节点集S .因此,分布式单跳代理控制器将所有节点协同调整其利率实现率控制目标。差距框架的第二部分是防止空间弱势流动滥用BD获得超过最低保证利率如果积压。事实上,如果他们允许单跳节点无限制地降低利率,只要BD是充分利用的部分,积压种节点可以利用BD专门捕捉系统”资源,无论系统的近似优先的行为。因此,他们设计的差距不允许年代减少利率如果他们的网关节点利用率不超过最低保证利率。最低保证单跳的速度,我们*,被定义为节点集的最小带宽保证年代饱和负荷条件下实现一个特定的分布网关通话时间。采用节点的最低保证利率,不仅可以防止弱势流动滥用BD,但也允许有效地优化带宽预留给信号根据节点的利用率在M .事实上,节点在收到更多带宽,更少的带宽需要显示供水要求。因此,即使在一个大量利用网络闲散的最大带宽BD,实际的闲散带宽就可以减少更多的弱势群体的需求。美国*最低保证他们所使用的工具,允许部分信号带宽使用的数据流原始在m .例如,在饱和负荷条件下,所有的系统资源充分利用和交通将得到他们的保证rates-i.e类型。年代中,节点将收到我们最低保证利率,在M模式将所有的还有不了额外的信号带宽。 The above approach works well with single radio, but our proposed approach works well with multiple radio. The entire algorithm here is based on allocating bandwidth to the nodes 1 hop away and n hops away. Some of the bandwidth is reserved for n hop nodes. The major drawback of this approach is that they did not consider the load on the nodes. It may happen that some nodes have very heavy load and some may have less load. Our approach takes this into consideration and hence increases the efficiency. |
算法 |
| 我们建议的速度限制算法具有多个无线接口。这里的主要问题是分配不均负载,我们已经开发出一种简单的方法来解决这个问题。 |
 |
| 图2:系统的体系结构 |
| 查看器的前端系统。用户配置系统以及使用查看器查看输出结果。用户配置的节点数量模拟和BW分配到网关的时间空档。使用无线广播频道节点相互通信。节点必须使用网关和广播频道分配的带宽分配的网关。网关分配广播频道为每个节点使用,以避免干扰。它使用频率分配程序模块来做这项工作。它还处理带宽请求的节点和分配使用带宽分配程序模块。 |
| 该算法如下: |
| 答:构造一个树 |
| 频率分配给所有节点。 |
| 带宽分配给所有节点。 |
| d .衡量网络的性能 |
| e .重新分配带宽的节点。 |
| 最后我们再次测量网络的性能,证明了通过使用图表显示改善网络的性能通过使用我们的算法。最初的网络如图3所示,创建一个路由器/网关和节点。所有的节点都连接到网关发送数据。 |
答:构造一个树 |
| 之前我们首先先构造一个树分配频率和带宽。路由器作为根节点。我们已经考虑到所有节点的广播范围,路由器发现邻近的节点。这些被认为是为叶节点。 |
 |
| 图3:一个网络路由器和节点 |
| 对于每个叶节点,发现相邻的节点,使叶子节点为父节点或中间节点,添加邻节点为叶节点。现在又一个父母或中间节点并找到其邻近节点还没有达到。继续上述过程的所有节点,直到没有更多的节点。 |
 |
| 树视图:最后使用的算法 |
| 我们现在有一个树以路由器为根,其他节点作为中间节点和叶节点,如图4所示 |
频率分配给所有节点 |
| 频率分配算法用于分配频率的所有节点。5的范围使用频率。无线网状网络可以在5.2 GHZ和5.8 GHZ之间。所以我们可以选择任意5的频率。整个树有很多级别,路由器是在0级。进一步的节点连接到路由器处于一级等等。所有一级节点分配相同的频率,在二级另一组频率等等。使用这个算法是随着不同的节点有不同的频率没有发生碰撞,所有节点可以同时接收和发送数据。 |
| 整个树有很多级别,路由器是在0级。进一步的节点连接到路由器处于一级等等。所有一级节点分配相同的频率,在二级另一组频率等等。使用这个算法是随着不同的节点有不同的频率没有发生碰撞,所有节点可以同时接收和发送数据。 |
带宽分配给所有节点 |
| 下一步后分配频率分配带宽。总带宽平均分割中所有节点无论他们离路由器。找出连接到路由器节点的数目在1级,考虑随着n值。如果总带宽是B,然后带宽“BW”分配给每个„n”节点级别1或父节点或中间节点将是: |
| BW = B / n |
| 如果父节点没有子节点然后没有进一步分裂完成节点。如果节点的叶子节点,再次找到直接子节点的数量和分配带宽之间同样的直接子节点。继续同样的步骤,直到算法达到所有的叶子节点。 |
 |
| 图五:带宽分配如果总带宽分配1000 MB。 |
| 图5解释了带宽分配算法。整个带宽并不是分配唯一的节点直接连接到网关。所有节点得到一些从整个带宽频谱带宽和节点有不同的频率分配的带宽可以发送数据。 |
d .衡量网络的性能 |
| 最后,我们测量网络的性能。可以看出,一些急需的叶节点的带宽,带宽分配给他们是更少。我们需要重新分配带宽这些叶节点,这是下一步。 |
e .重新分配带宽的节点 |
| 评估性能日志后,我们可以看到,尽管叶节点带宽分配给他们,这是更少。在一个更低的利率,这样他们就可以发送数据。而中间节点或父节点可以发送数据以更高的速度。所以带宽分配给他们再次重新分配到叶节点,和现在的叶节点具有更高的带宽。重新分配算法继续分配到叶节点根据他们的要求和降低带宽分配的节点没有数据发送。 |
评估性能 |
| 完成了实验的设置使用Java编程语言。JProwler小偷是一个离散事件模拟相似但用Java编写的。模拟器支持可插入的广播模型和MAC协议和多个应用程序模块。JFreeChart用于以图形的方式显示结果。整个算法编码和模拟使用50个传感器节点和结果如图7所示。所有节点的结果是不论他们离网关,是否1跳或n跳走了。从图我们可以看到,所有节点发送数据请求一些带宽,最初一些带宽分配给他们。每隔一个时间段可以看出带宽分配给他们超过或等于带宽要求。尽管并不是所有的节点得到请求的带宽需求,就在一个小时间的秒他们要求带宽。这个图表证明我们的算法提高了网络的性能在一段时间内,消除了偏向1跳节点。 |
 |
| 图7:带宽请求和分配图。 |
结论 |
| 提出了一种速率控制机制的组节点与空间优势,本地网关访问,分享网关节点与其他空间资源弱势。我们提出一个简单的算法,消除了这种偏见。最后,我们使用模拟表明,我们的算法达到类似的性能同样对这种偏见和分配带宽请求他们的要求的所有节点。我们取得了这个使用多个无线节点。尽管结果证明为50个节点网络甚至可以证明一个更大的网络。没有增加算法的节点,路由器有一些开销,分配频率和带宽。 |
| [1]http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_mesh_network |
| [2]K.G.S.文卡特斯诉Khanaa”包含自动和动态路由发现系统流程管理的农业研究所”在国际先进研究期刊》的研究在计算机科学和软件工程,2012年12月 |
| [3]6月和m . l . Sichitiu。“无线网状网络的额定容量。“IEEE无线通讯,2003年10月。 |
| [4]k . Jamshaid l·李,p . a .病房。网关无线网状网络的速率控制。2006年8月在WiMeshNets Proc.,。 |
| [5]l . Li s Jakubczak a t·刘,p . a .病房。在802.11的无线网状网络”实现公平。“特定的网络,2006年5月。 |
引用 |
- http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_mesh_network
- K.G.S.文卡特斯和诉Khanaa¢包含流管理的自动发现和动态路由系统ARSA¢在国际先进研究期刊》的研究在计算机科学和软件工程,2012年12月
- 小君和m . l . Sichitiu。一个¢无线网状网络的额定容量。一个¢IEEE无线通讯,2003年10月。
- k . Jamshaid l·李,p . a .病房。网关无线网状网络的速率控制。2006年8月在WiMeshNets Proc.,。
- l . Li s Jakubczak a t·刘,p . a .病房。一个¢实现基于公平的802.11的无线网状网络。一个¢特定的网络,2006年5月。
- m . Garetto j·史,e .骑士的一个¢建模介质访问在嵌入式双流程种无线网络拓扑,A¢研究ACM MOBICOM,科隆,德国,2005年8月。
- m . Garetto t Salonidis, e .骑士的一个¢建模个流在CSMA种无线网络吞吐量和捕捉饥饿,一个¢ACM和IEEE交易网络,16卷,没有。2008年8月4日。
- l .秋张y . f . Wang m .汉和r . Mahajan¢一般模型的无线干扰,一个¢ACM MOBICOM论文集,蒙特利尔,QC,加拿大,2007。
- 诉曼库索,o . Gurewitz A哈达,e .骑士的一个¢弹性率限制空间偏置无线网状网络,一个¢Proc。IEEE INFOCOM 2010年,2010年6月。
- http://p2pfoundation.net/Wireless_Mesh_Networks
|
菜单
