Ένα σημαντικό πρόβλημα της ασύρματης μετάδοσης είναι η παρουσία παρεμβολών, που αποτελούν ένα βασικό παράγοντα περιορισμού της χωρητικότητας και μειωμένης απόδοσης των ασύρματων συστημάτων όπως είναι τα Ασύρματα Τοπικά Δίκτυα ή τα Ασύρματα Μητροπολιτικά Δίκτυα. Η διαδικασία της ανάθεσης καναλιών σε ένα ασύρματο δίκτυο πρέπει να λαμβάνει υπόψιν τις παρεμβολές μεταξύ των ίδιων ή γειτονικών καναλιών που έχουν ανατεθεί σε συνδέσμους του ίδιου του δικτύου, αλλά και τις παρεμβολές από τα εξωτερικά δίκτυα. Στην εργασία αυτή προτείνουμε ένα μοντέλο αναπαράστασης παρεμβολών, βάσει γράφου τον οποίο ονομάζουμε “multi-point link conflict graph”. Ο γράφος προϋποθέτει γνωστή τοπολογία του αρχικού δικτύου όσον αφορά τις συνδέσεις μεταξύ ασύρματων διεπαφών, και αποτελείται από κορυφές που αντιστοιχούν σε ζεύξεις σημείου-προς-σημείου, σημείου-προς-πολλαπλά ή πολλαπλών-προς-πολλαπλά σημεία της αρχικής τοπολογίας. Κορυφές του γράφου συνδέονται μεταξύ τους με ακμές όταν οι ζεύξεις που αντιστοιχούν στις κορυφές αυτές παρεμβάλλονται. Στη συνέχεια προτείνουμε έναν αλγόριθμο ανάθεσης καναλιών που βασίζεται στο παραπάνω μοντέλο αναπαράστασης παρεμβολών, ενώ τα υπόλοιπα δύο βασικά τμήματα του είναι η σειρά επιλογής των ζεύξεων στις οποίες γίνεται η ανάθεση καναλιών και η μετρική επιλογής του καλύτερου καναλιού σε κάθε ζεύξη. Ο αλγόριθμος υλοποιήθηκε και αξιολογήθηκε σε ένα πραγματικό πειραματικό ασύρματο μητροπολιτικό δίκτυο πλέγματος πολλαπλών διεπαφών με κατευθυντικές κεραίες. Το μοντέλο αναπαράστασης παρεμβολών συγκρίθηκε με μία άλλη μέθοδο προσέγγισης παρεμβολών που βασίζεται στη δημιουργία κίνησης στις ζεύξεις όπου έχει ήδη πραγματοποιηθεί ανάθεση καναλιών. Οι δύο αυτές μέθοδοι παρουσιάζουν παρόμοια αποτελέσματα όσον αφορά τη μέση συνολική καθυστέρηση πακέτων και τον χρόνο απόκρισης. Επιπλέον, οι μετρικές επιλογής καναλιών και η σειρά ανάθεσης αυτών στις ζεύξεις δεν επηρεάζουν την απόδοση του δικτύου σύμφωνα με τα πειράματα στο συγκεκριμένο πειραματικό ασύρματο μητροπολιτικού δίκτυο με μικρό αριθμό συνδέσμων.
(EL)
A major issue concerning wireless transmission nowadays is the existence of interference. Interference constitutes a key factor for reduced capacity and performance of wireless systems, such as the Wireless Local Networks or the Wireless Metropolitan Networks. The procedure for assigning channels in a wireless network should account for the interference between the same or adjacent channels amongst the links of the network itself, as well as interference caused by external networks. In this thesis we first propose a new approach for modeling interference, based on the “multi-point link conflict graph”. The proposed conflict graph requires a priori knowledge of the wireless network topology, in terms of links between wireless interfaces. Each vertex in the conflict graph corresponds to a point-to-point, a point-to-multipoint, or a multipoint-to-multipoint link of the actual network. An edge between vertices in the conflict graph exists, when the links that correspond to the vertices can interfere. The second contribution of this thesis is to propose and evaluate a channel assignment algorithm based on the aforementioned multi-point link conflict graph. Two important parts of the algorithm are the order in which links are assigned a channel and the metric used to choose the best channel for a link. Implementation and evaluation of the channel assignment algorithm was performed in an experimental, wireless metropolitan multi-radio mesh network consisting of directed antennas and point-to-point connections. The proposed multi-point link conflict graph model was compared to another approach for capturing interference, based on creating traffic on links that have been assigned channels. Our experiments indicate that both methods tend to have the same performance, in terms of average packet delay and latency. Additionally, the experiments suggested that channel selection metrics and the channel assignment order do not significantly affect the algorithm’s performance, in the case of a wireless metropolitan network with a small number of links.
(EN)
University of Crete
