Giới thiệu tổng quan về mạng Ad hoc đa chặng và hiệu năng của mạng Ad hoc đa chặng. Nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không dây, ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng không dây. Nghiên cứu các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây. Đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng Ad hoc đa chặng. Mô phỏng thử nghiệm và đánh giá các kết quả đạt được.
Nghiên cứu cải tiến chất lượng dịch vụ cho mạng ad hoc đa chặng Ngô Hải Anh Trường Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính; Mã số: 60 48 15 Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Văn Tam Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Giới thiệu tổng quan về mạng Ad hoc đa chặng và hiệu năng của mạng Ad hoc đa chặng. Nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không dây, ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng không dây. Nghiên cứu các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây. Đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng Ad hoc đa chặng. Mô phỏng thử nghiệm và đánh giá các kết quả đạt được. Keywords: Phương tiện truyền thông; Mạng không dây; Mạng AD hoc; Công nghệ thông tin Content Ngày nay, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến. Ưu điểm của mạng không dây là tính di động và sự giải phóng khỏi giới hạn của các kết nối có dây hoặc cố định. Rất đơn giản để hai hoặc nhiều máy tính kết nối với nhau nhờ sóng rađiô nhằm mục đích truyền dữ liệu hoặc chia sẻ tài nguyên. Tuy nhiên, có rất nhiều công nghệ phức tạp nằm phía sau mạng không dây, trong đó chất lượng dịch vụ (Quality of Service – QoS) là một lĩnh vực quan trọng với mục tiêu gia tăng hiệu năng của mạng không dây. Trong luận văn này, tôi tập trung nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không dây, chủ yếu tập trung vào các ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng không dây. Trong các thành phần của mạng không dây, chuẩn IEEE 802.11 đóng vai trò quan trọng nhất, nó bao gồm nguyên lý hoạt động của cả hai tầng MAC và PHY. Tuy nhiên, chuẩn IEEE 802.11, chuẩn không chính thức cho các mạng không dây ad hoc hoạt động chưa tốt nếu xét trên các yếu tố trễ (delay), thông lượng (throughput), và đặc biệt là yếu tố công bằng (fairness) trong các mạng ad hoc đa chặng bất đối xứng. Tính bất đối xứng ở đây thể hiện qua việc các trạm có những điều kiện khác nhau về truy cập kênh truyền hoặc sự khác nhau về số luồng, sự khác nhau về số chặng đến đích. Để giải quyết vấn đề này, cần xem xét sự tranh chấp ở cả tầng MAC và tầng liên kết. Thông thường, sẽ có sự đánh đổi giữa việc đảm bảo tính công bằng và hiệu suất thông lượng, luận văn này sẽ nghiên cứu một mô hình xuyên tầng nhằm đảm bảo tính công bằng trên mỗi luồng nhưng vẫn duy trì hiệu suất thông lượng tốt. 2 Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn này được bố cục như sau: - Chương 1: Giới thiệu. - Chương 2: Kiến trúc mạng không dây. - Chương 3: Các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây. - Chương 4: Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng ad hoc đa chặng. - Chương 5: Mô phỏng và đánh giá kết quả. - Danh sách tài liệu tham khảo. - Phần phụ lục gồm mã nguồn các kịch bản mô phỏng và xử lý kết quả mô phỏng. References [1] I. S. Department, “IEEE 802.11 Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications,” ANSI/IEEE Standard 802.11, 1999. [2] G. Forman and J. Zahorjan, “The challenges of mobile computing,” IEEE Computer, vol. 27, no. 4, pp. 38–47, 1994. [3] S. Xu and T. Saadawi, “Does the IEEE 802.11 MAC Protocol Work Well in Multihop Wireless Ad Hoc Networks?,” IEEE Communications Magazine, pp. 130–137, 2001. [4] Z. Li, S. Nandi, and A. K. Gupta, “ECS: An Enhanced Carrier Sensing Mechanism for Wireless Ad-hoc Networks,” Computer Communication, vol. 28, no. 17, pp. 1970– 1984, 2005. [5] J. Jangeun and M. Sichitiu, “Fairness and QoS in Multihop Wireless Networks,” IEEE Vehicular Technology Conference, vol. 5, pp. 2936–2940, 2003. [6] O. Shagdar, K. Nakagawa, and B. Zhang, “Achieving Per-Flow Fairness in Wireless Ad Hoc Networks,” Elec. Comm. in Japan, Part 1, vol. 89, no. 8, pp. 37–49, 2006. [7] H. Izumikawa, K. Sugiyama, and S. Matsumoto, “Scheduling Algorithm for Fairness Improvement among Subscribers in Multihop Wireless Networks,” Elec. Comm. in Japan, Part 1, vol. 90, no. 4, pp. 11–22, 2007. [8] The Network Simulator: ns-2. http://www.isi.edu/nsnam/ns/. [9] P. Gupta and P. R. Kumar, “The capacity of wireless networks,” IEEE Transactions on Information Theory, vol. IT-46, pp. 388–404, 2000. [10] J. Li, “Capacity of Ad Hoc Wireless Networks,” ACM/IEEE MobiCom’01, pp. 61–69, 2001. [11] H. T. Friis, “A note on a simple transmission formula,” Proceedings of the IRE, vol. 34, pp. 254–256, 1946. 3 [12] T. S. Rappaport, Wireless Communications: Principles and Practice. New Jersey: Prentice Hall, 1996. [13] C. Perkins and P. Bhagwat, “Highly dynamic destination-sequenced distance-vector routing (DSDV) for mobile computers,” In Proceedings of the conference on Com- munications architectures, protocols and applications, pp. 234–244, 1994. [14] D. B. Johnson and D. A. Maltz, “Dynamic Source Routing in Ad Hoc Wireless Networks,” in Mobile Computing, vol. 353, ch. 5, pp. 153–181, Kluwer Academic Publishers, 1996. [15] C. E. Perkins, E. M. Belding-Royer, and S. R. Das, “Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing,” RFC Experimental 3561, Internet Engineering Task Force, July 2003. [16] V. D. Park and M. S. Corson, “A Highly Adaptive Distributed Routing Algorithm for Mobile Wireless Networks,” in IEEE Conference on Computer Communications, INFOCOM’97, April 7-11, 1997, Kobe, Japan, vol. 3, pp. 1405–1413, IEEE, IEEE, April 1997. [17] V. Bharghavan, A. Demers, S. Shenker, and L. Zhang, “MACAW: a media access protocol for wireless LAN’s,” SIGCOMM Comput. Commun. Rev., vol. 24, no. 4, pp. 212–225, 1994. [18] P. T. Giang, O. Shagdar, and K. Nakagawa, “FAIRNESS IN MULTIHOP AD HOC NETWORKS,” IEICE General Conference, p. 248, 2007. [19] P. T. Giang and K. Nakagawa, “Archieving fairness over 802.11 multi-hop wireless ad hoc networks,” IEICE Trans. Commun., vol. E92-B, no. 8, pp. 2628-2637, Aug. 2009. [20] Tcl: Tool Command Language. http://www.tcl.tk/. [21] D. Vardalis, “On the Efficiency and Fairness of TCP over Wired/Wireless Networks,” Master’s thesis, State University of New York at Stony Brook, 2001. [22] P. T. Giang, “Fairness and throughput improvement for multi-hop wireless ad hoc networks,” Doctor’s thesis, Department of Electrical, Electronics and Information Engineering, Nagaoka University of Technology (NUT), Japan, 2010. [23] PT. Giang and K. Nakagawa, “Cross-Layer Scheme to control Contention Window for per-flow Fairness in Asymmetric Multi-hop Networks,” IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E93-B No.9 pp.2326-2335, 2010. [24] Đỗ Đình Cường, Luận án thạc sĩ “Nghiên cứu hoạt động của một số giao thức định tuyến trong mạng không dây kiểu không cấu trúc,” Đại học Thái Nguyên, hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Văn Tam, 2005. [25] R. Jain, D. M. Chiu, and W. Hawe, “A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared computer systems,” Technical Report TR-301, DEC Research Report, 1984. 4 [26] C. Chaudet, I.G. Lassous, E. Thiery, and B. Gaujal, “Study of the impact of asymmetry and carrier sense mechanism in ieee 802.11 multi-hops networks through a basic case,” PE-WASUN’04: Pro. 1st ACM international workshop on Performance evaluation of wireless ad hoc, sensor, and ubiquitous networks, pp.1-7, ACM Press, New York, NY, USA, 2004.