Wireless mesh networks are considered a promising solution to last mile broadband. The unique characteristics of WMN impose unique requirements on designing routing protocols and metrics for WMN. However, existing routing schemes that are designed for single-channel multi-hop wireless networks may lead to inefficient routing paths in multichannel. This paper focuses on the routing problem for multi-radio multichannel WMNs. We list the challenges in designing routing algorithms for multi-radio multichannel WMNs. Then we examine the requirements and considerations for designing routing metrics according to the characteristics of multi-radio multichannel WMNs. Finally we survey and investigate the existing routing metrics in terms of their ability to satisfy these requirements.
본 논문에서는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)기반의 WMN(Wireless Mesh Network)에서 분산 MR(distributed Mesh Router)간 TDoA(Time Difference of Arrival)에 의한 ISI(Inter-Symbol Interference) 및 ICI(Inter-Carrier Interference) 간섭을 완화시키기 위한 자원할당 기법을 제안한다. WMN에서 서로 다른 지연 시간에 따른 ISI와 ICI의 영향을 최소화하기 위하여 각 MR별로 자원할당에 따른 SINR을 정의하고, 이를 바탕으로 fairness를 고려한 자원 할당 기법을 제안한다. 제안된 자원할당 기법은 기존의 기법과 비교하여 WMN에서 BER 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통하여 확인한다.
Convergence of various wireless systems can be cost effectively achieved through enhancement of existing technology. The emergence of Wireless Mesh Network (WMN) entails the interoperability and interconnection of various wireless technologies in one single system. Furthermore, WMN can be implemented with multi-radio and multi-channel enhancement. A multi-radio, multi-channel wireless mesh network could greatly improve certain networking performance metrics. In this research, two approaches namely, clustering and topology control mechanisms are integrated with multi-radio multi-channel wireless mesh network. A Clustering and Topology Control Algorithm (CTCA)is presented that would prolong network lifetime of the client nodes and maintain connectivity of the routers.
Journal of Information Technology Applications and Management
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제23권2호
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pp.61-80
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2016
The wireless mesh network (WMN) is a next-generation technology for data networking that has the advantage in cost and the flexibility in its construction because of not requiring the infra-structure such as the ethernet. This paper focuses on the optimal link scheduling problem under the wireless mesh network to effectuate real-time streaming by using the constraint programming. In particular, Under the limitation of half-duplex transmission in wireless nodes, this paper proposes a solution method to minimize the makespan in scheduling packet transmission from wireless nodes to the gateway in a WMN with no packet transmission conflicts due to the half-duplex transmission. It discusses the conflicts in packet transmission and deduces the condition of feasible schedules, which defines the model for the constraint programming. Finally it comparatively shows and discusses the results using two constraint programming solvers, Gecode and the IBM ILOG CP solver.
전술 네트워크는 통신 인프라의 부족과, 산악 지형 등의 지형적 특성에 의하여 원활한 통신이 이루어지지 않는 경우가 생긴다. 무선 메쉬 네트워크 (WMN)는 메쉬 포인트들의 멀티-홉 통신을 통하여 별도의 통신 인프라 없이 넓은 지역에 대하여 무선 통신을 공급한다. 따라서, 전술 네트워크에서 무선 메쉬 네트워크의 활용 가능성은 매우 크다. 그러나 기존에 연구되었던 무선 메쉬 네트워크는 메쉬 네트워크를 구성하는 메쉬 포인트들의 이동성을 고려하지 않는다. 본 논문에서는 전술 상황을 고려하여 메쉬 포인트들이 그룹 이동성을 갖을 때 예상되는 MAC의 collision 문제와 PHY의 채널 사용 문제를 해결한다.
WMNs(Wireless Mesh Networks)은 기존 유 무선망 구축 시 발생하는 고가의 비용 및 이동성 제약 등의 단점을 극복하기 위해 제안된 네트워크 구조로써 네트워크 구축비용에 비해 광범위한 인터넷 접근영역을 제공하는 장점을 가진다. 특히, IEEE 802.11e를 MAC 계층으로 사용하는 WMN은 기존 IEEE802.11에서 보다 강화된 QoS(Quality of Service)기능을 가지므로, 안정적 멀티미디어 관련 응용 계층을 지원하는 WMN 구축을 위해 주목받고 있는 기술 중 하나이다. 본 논문은 광주과학기술원에 설치된 MIMC(Multi-Interface Multi-Channel) WMN 테스트베드를 QoS 기능 지원을 위해 IEEE 802.11e 기반으로 확장한다. 특히, 확장에 필요한 소프트웨어 요소 및 하드웨어 요소에 대해 논한다. 또한, 확장된 IEEE 802.11e WMN 테스트베드를 사용하여 현재 주목받고 있는 IEEE 802.11e기반 WMN의 기본 쓰루풋 성능, 쓰루풋 차별화 성능등을 실험적으로 분석한다.
무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Networks, WMNs)는 유비쿼터스 환경 및 무선 브로드밴드 액세스를 제공하기 위한 핵심적인 미래 기술로 대두되고 있다. WMN에서의 전체적인 성능은 채널의 간섭을 최소화함으로써 개선될 수 있다. 효율적인 채널 할당을 위해서는 채널 스캐닝 지연과 채널 의존성 문제를 고려해야 한다. 본 논문에서는 멀티채널 WMN에서의 이러한 문제점들을 해결하기 위해 클러스터 기반의 채널 할당(Cluster-Based Channel Assignment, CB-CA)을 제안한다. CB-CA에서는 클러스터 헤드 메쉬 라우터(Cluster Head Mesh Router, CHMR)들 간에는 동일 채널을 사용함으로써 채널 스캐닝과 채널 스위칭을 수행하지 않는다. 해당 클러스터 멤버 라우터(Cluster Member Mesh Router, CMMR)들과의 통신에는 CHMR들 간의 통신 채널에 영향을 미치지 않는 채널을 할당함으로써 멀티채널에서 발생할 수 있는 간섭을 최소화 할 수 있다.
무선 메쉬 네트워크는 무선 링크를 통해 백본 네트워크를 형성하여 사용자에게 인터넷 접근을 제공한다. WMN의 주요 이슈는 네트워크 용량이다. 이를 위해 IEEE 802.11 의 멀티 채널과 멀티 레이트를 활용할 수 있다. 채널은 채널 할당에 따라 노드 연결성 (node connectivity)과 채널 다양성 (channel diversity)을 결정한다. 또한, IEEE 802.11 멀티 레이트 네트워크에서는 RA (Rate Anomaly) 문제가 발생하는데, 이는 낮은 레이트 링크들이 높은 레이트 링크의 성능을 심각히 저하시키는 현상이다. 본 논문에서는 노드 연결성과 채널 다양성을 향상시키고 RA문제를 완화하는 레이트 분할 멀티 채널 (Rate Separating Multi-Channel, RSMC) 프로토콜을 제안한다. RSMC는 트리 기반 WMN를 형성하여 채널 다양성을 증가시키고, 다른 레이트를 사용하는 트리 위의 링크들을 채널로 분리시켜 RA를 줄인다. 또한, 노드 연결성을 증가하기 NC (Network Connectivity) 알고리즘을 사용한다. 시뮬레이션을 통해 RSMC이 기존 멀티 채널 프로토콜보다 총 처리율, 노드 연결성, 채널 다양성 측면에서 향상된 성능을 보임을 입증하였다.
무선 메쉬 네트워크 (Wireless Mesh Network, WMN)는 최근 들어 무선 접속 네트워크에서 높은 네트워크 용량을 지원하기 위해 중요한 이슈로 대두되고 있다. WMN에서 주로 사용하는 네트워크 인터페이스 기술인 IEEE 802.11 표준에서는 IEEE 802.11b/g 또는 IEEE 802.11a와 같은 스펙에 따라 3개 또는 12개의 멀티채널을 지원한다. 하지만, WMN에서 채널 할당 알고리즘을 디자인 할 때 두 가지 중요한 문제, 즉 채널 의존성 문제와 채널 스캐닝 딜레이를 고려해야 한다. 채널 의존성 문제는 인터페이스의 동적인 채널 변경이 노드 연결성을 유지하기 위해 다른 인터페이스의 채널 변경을 일으키는 문제이다. 또한, 채널 스캐닝 밀레이는 인터페이스가 채널을 변경할 때마다 발생하며 성능에 영향을 미친다. 따라서, 본 논문에서는 멀티채널 WMN환경에서 이러한 문제점들을 위해 메쉬 게이트웨이로부터의 거리에 기반한 채널 할당 (Distance-Based Channel Assignment, DB-CA)을 제안한다. DB-CA에서는 서로 다른 채널을 사용하는 노드들이 통신을 하기 위해 채널 스캐닝을 수행하지 않고 오직 채널 스위칭만 수행하며, WMN의 메쉬 게이트웨이에 가까운 노드들이 사용하는 채널에 미칠 수 있는 간섭을 최소화 한다. 실험 결과를 통해 WMN에서 DB-CA가 기존 채널 할당 방식에 비해 향상된 성능을 나타냄을 확인하였다.
ITS와 WAVE 등의 도입 및 스마트 폰의 광범위한 보급에 따라 WMN 기술은 IEEE802.11 기반의 AP의 무선접속 범위를 확장시키기 위한 효율적인 기술로서 인정받고 있다. 본 논문에서는 WMN 구현에 있어서 대부분의 메쉬 라우터가 갖고 있는 다중 인터페이스/다중 채널 기능을 활용하여 전반적인 통신 속도 및 처리율 향상을 위한 MAC 프로토콜을 제안하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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