Topology Optimization for Backbone Wireless Mesh Networks
1. مقدمه
شبکههای مش بیسیم (WMNs) بهعنوان یک فناوری نوین در دسترسی بیسیم، توجه زیادی از صنایع شبکه را به خود جلب کردهاند. این شبکهها به طور خاص برای فراهم آوردن دسترسی به اینترنت و سایر پایگاه دادهها طراحی شدهاند. نیاز به ظرفیت بالا و تأخیر کم در این شبکهها، به نیاز جدیدی برای کنترل توپولوژی و الگوریتمهای مسیریابی اشاره دارد. در این مقاله، یک معیار جدید برای کنترل توپولوژی (TC) معرفی میشود که با هدف به حداکثر رساندن ظرفیت و throughput این شبکهها طراحی شده است.
2. کنترل توپولوژی در شبکههای اَد حکم
اصطلاح کنترل توپولوژی به هر الگوریتمی اشاره دارد که با جوانب مختلف توپولوژی شبکه، از جمله موقعیت گرهها، ساختار شبکه، و انتخاب لینک کار میکند. یک روش کنترل توپولوژی موفق باید به گونهای باشد که شبکه را هر زمان که گره یا مسیری دچار نقص شد، بهطور مؤثر دوباره تنظیم کند. متدهای مختلفی برای کنترل توپولوژی در شبکههای بیسیم چندپلهای وجود دارد که بر اساس نیازهای خاص شبکهها طراحی شدهاند.
2.1 الگوریتمهای کنترل توپولوژی
این الگوریتمها معمولاً بر کاهش توان انتقال در شبکه متمرکز هستند و به دنبال دستیابی به حداکثر اتصال کامل با حداقل تأخیر یا کمترین تعداد مراحل میباشند. در این مقاله، برای کنترل توپولوژی در شبکههای مش بیسیم، اصطلاح "CD" یا "حجم دامنه تصادف" معرفی میشود.
3. حجم دامنه تصادف (CD)
ایده حجم دامنه تصادف از یک مقاله قبلاً معرفی شده توسط Jun و همکارانش استخراج شده است. این اصطلاح به منطقهای اطلاق میشود که در آن سایر گرهها باید خاموش باشند تا یک انتقال موفق بر روی لینک صورت بگیرد. این مفهوم با تغییراتی بهعنوان معیار جدید کنترل توپولوژی در شبکههای مش بیسیم مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
4. الگوریتم کنترل توپولوژی مبتنی بر حجم دامنه تصادف (CDTC)
این الگوریتم بهگونهای طراحی شده است که بهینه سازی را با استفاده از CD بهعنوان یک معیار ارائه دهد. این الگوریتم همچنین میتواند مسیرهای موردنیاز را برای هر گره به گیتوی تعیین کند. اگرچه این الگوریتم بهصورت ایدهآل طراحی نشده، اما بهخوبی میتواند نیازهای شبکههای مش بیسیم را برآورده سازد.
5. نتایج شبیهسازی
شبیهسازیها تأثیر معیار پیشنهادی CD را در مقایسه با معیارهای دیگر مانند تداخل و فاصله بررسی میکند. با افزایش تعداد گرهها در شبکه، حداکثر CD نیز تغییر میکند و باعث افزایش ظرفیت کلی شبکه میشود. بهطور خاص، افزایش ظرفیت شبکه با استفاده از CD بیش از 150% نسبت به معیارهای دیگر نشان داده شده است.
6. نتیجهگیری
در این مقاله، یک معیار جدید به همراه یک الگوریتم کنترل توپولوژی متناسب با نیازهای WANs معرفی شده است. این کار نشان میدهد که استفاده از CD میتواند منجر به افزایش قابل توجهی در نرخ دانلود و ظرفیت خارجی شبکههای مش بیسیم شود.