СОДЕРЖАНИЕ
Введение 5
1 Существующие методы оптимизации mesh-сети 6
1.1 Оптимизация частотного ресурса mesh-сети 7
1.1.1 Модель структурной самоорганизации многоканальной mesh-сети
стандарта IEEE 802.11 (Лемешко, Гоголева) [10] 7
1.1.2 Разработка и анализ двух индексной модели распределения
частотных каналов в многоканальной mesh-сети стандарта IEEE 802.11 (Гаркуша) [3] 9
1.1.3 Модель сбалансированного распределения подканалов в mesh-сети,
использующей технологию WiMAX [4] 11
1.1.4 Модель распределения подканалов в беспроводной mesh-сети
стандарта IEEE 802.16, представленной в виде гиперграфа [5] 12
1.1.5 Иерархическо-координационный метод распределения частотных
каналов в mesh-сети 802.11 на основе принципа прогнозирования взаимодействий [6] 13
1.1.6 Анализ результатов распределения частотных каналов в
многоканальных многоинтерфейсных mesh-сетях стандарта 802.11 (Гаркуша) [9] 15
1.1.7 Модель распределения частотных каналов с учетом территориальной
удаленности станций в многоканальных mesh-сетях (Лемешко, Гоголева, Симоненко) [10] 16
1.2 Оптимизация канального ресурса mesh-сети 17
1.2.1 Разработка потоковой модели маршрутизации в многоканальных
многоинeтрфейсных mesh-сетях стандарта 802.11, представленных в виде графа
Кенига [12] 17
1.2.2 Providing throughput guarantees in heterogeneous wireless mesh networks
1.2.3 Модель маршрутизации и распределения канальных ресурсов WiMax
mesh-сети [15] 19
1.2.4 Об одной задаче оптимального построения расписаний в
сверхскоростных mesh-сетях миллиметрового диапазона радиоволн (Вишневский, Ларионов) [17] 21
1.2.5 Выбор периода резервирований канала в самоорганизующихся
беспроводных сетях (Хоров А.А.) [14] 22
1.2.6 Инструментальная система для поддержки разработки и
исследования программно-конфигурируемых сетей подвижных объектов (Соколов, Корсаков, Башкин) [20] 23
1.2.7 Маршрутизация в mesh-сетях на основе хаотических радиоимпульсов
(Аблялимова, Уразалиева) [18] 24
1.2.8 Надежная многоадресная рассылка в меш-сети (Цыганова) [16] 24
1.2.9 Gateway placement for throughput optimization in wireless mesh
networks (Fan Li YuWang) [8] 25
1.2.10 Разработка модели согласованного решения задач распределения частотных каналов и потоковой маршрутизации в многоканальных многоинтерфейсных mesh-сетях стандарта IEEE 802.11 (С.В. Гаркуша) [11] ... 25
1.3 Оптимизация энергоэффективности mesh-сети 25
1.3.1 Энергоэффективная иерархическая маршрутизация в
самоорганизующихся динамических сетях (Кулаков, Воротников) [19] 25
1.4 Патентный поиск 27
1.4.1 Способ надежной рассылки синхрокадров (биконов) в беспроводной
локальной mesh-сети 27
1.4.2 Способ создания сверхскоростных беспроводных широкополосных
ячеистых сетей (mesh-сетей) 27
1.4.3 Способ повышения надежности резервирования канала в
беспроводной локальной mesh-сети 28
2 Разработка метода оптимизации канально-частотного ресурса mesh-сети 29
2.1 Решение задачи оптимизации с помощью MATCHAD 29
2.2 Решение задачи оптимизации с помощью MATLAB 34
2.3 Решение задачи оптимизации контурным методом 41
2.4 Решение задачи частотного планирования 47
Заключение 54
Список использованных источников 55
Приложение
Информационные сети, организованные по топологии Mesh, получили за последние полтора-два года большое признание. Масштабы проектов выросли до тысяч точек доступа и десятков тысяч пользователей. Mesh-сети представляют наиболее интересные решения, интегрирующие различные сетевые и радио технологии, и потому в полной мере отвечают все более растущим требованиям абонентов (мобильность, QoS, безопасность). Возможность организации с помощью Mesh-топологии локальных (LAN) и городских (MAN) сетей, легко интегрируемых в глобальные сети (WAN), является привлекательным фактором для муниципальных и персональных пользователей [1].
С целью повышения производительности и улучшения основных показателей качества обслуживания современные телекоммуникационные сети (ТКС) должны строиться на принципах структурной и функциональной самоорганизации. Реализация идей самоорганизации позволяет адаптивно, оперативно, а главное эффективно реагировать на всевозможные изменения состояния и условий функционирования ТКС, продиктованные, например, выходом из строя или перегрузкой элементов сети, колебаниями поступающего в сеть трафика, динамикой изменения сигнально-помеховой обстановки и т.д. Высокий уровень самоорганизации может быть обеспечен за счет усовершенствования соответствующих сетевых протоколов и механизмов, отвечающих за распределение доступных сетевых ресурсов. К подобного рода ресурсам, прежде всего, относятся сетевой трафик (информационный ресурс), пропускные способности каналов связи (канальный ресурс), очереди (буферный ресурс), а также частоты или частотные каналы (частотный ресурс), что особенно важно для беспроводных сетей [2]. В результате анализа решений по распределению частотных каналов, маршрутизации и энергоёмкости установлено, что все они привязаны к какой-то одной технологии и не решают задачу согласованного распределения частотных и канальных ресурсов гетерогенной сети. Поэтому актуальной задачей становится разработка оптимального метода, который учитывает не только частотный ресурс, но и канальный ресурс сети.
В данной работе предлагается подход к синтезу mesh-сетей, позволяющий при заданном частотном диапазоне определить интенсивность поступления трафика между базовыми станциями, а также их ширину канала, обеспечивая при этом минимальное время задержки передачи данных.
Представлены два метода реализации данного подхода методом наикратчайших маршрутов и контурным методом. Преимущества первого метода заключается в наглядности, то есть рассчитываются маршруты от источника до приемника, в отличии от контурного метода, где определяется суммарная нагрузка в радиоканалах. Недостатком же является сложность реализации в алгоритмическом виде и большее количество итераций.
Стоит отметить также отметить алгоритм частотного планирования, который максимально полно находит количество сигналов, которые могут находиться на одних и тех же частотах, тем самым это дает наиболее рациональное использование выделенного диапазона частот, тем самым обеспечиваем большую скорость передачи данных. В процессе работы алгоритма осуществляется оптимизация матрицы приема передачи, это дает возможность исключения изолированных радиостанций, что влечет к уменьшенью времени работы алгоритма, также в ходе работы производится оптимизация матрицы взаимных сигналов, что также дает сокращение времени работы алгоритма. Дальнейшее усовершенствование, предлагаемого алгоритма будет основываться на решение задачи кластеризации, в которой необходимо решить проблему выбора кластеров, в которых используются одинаковые диапазоны частот.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
