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Algorithmische Probleme in Funknetzwerken XI

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Algorithmische Probleme in Funknetzwerken XI. Klaus Volbert [email protected] Einführung. M obiles A d Hoc Net zwerk (MANET) Autonomes System aus beweglichen Teilnehmern (Knoten), die untereinander über drahtlose Verbindungen (Kanten) kommunizieren können. Drahtlose Kommunikation:

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Presentation Transcript
einf hrung
Einführung

Mobiles Ad Hoc Netzwerk (MANET)

Autonomes System aus beweglichen Teilnehmern (Knoten), die untereinander über drahtlose Verbindungen (Kanten) kommunizieren können.

Drahtlose Kommunikation:

  • Omnidirektional (Funk)
  • Unidirektional (Richtfunk, Infrarot)

Jeweils mit fester oder variabler Sendestärke

mobiles ad hoc netzwerk
Mobiles Ad Hoc Netzwerk

Eigenschaften:

  • Keine feste Infrastruktur
  • Keine zentrale Verwaltung
  • Freie Bewegung der Teilnehmer
  • Dynamische Netzänderungen
  • Eigenständig oder Teil eines anderen Netzes
  • Keine Ortsinformationen
probleme in manets

A

B

C

A

B

C

D

C

D

A

B

Probleme in MANETs
  • Interferenzen
    • Hidden Terminal Problem
    • Exposed Terminal Problem
    • Asymmetrie (var. Reichweite)
  • Zusammenhang und Routing
  • Dynamische Änderungen
    • Bewegung
    • Ein/Ausschalten
kommunikation in manets experimentelle untersuchungen
Kommunikation in MANETs:Experimentelle Untersuchungen
  • Netzwerkschicht
    • Charles E. Perkins
  • Verbindungsschicht
    • Nitin Vaidya
  • IETF MANET Working-Group

http://www.crhc.uiuc.edu/~nhv/presentations.html

http://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html

netzwerkschicht
Netzwerkschicht
  • Routingprotokoll
    • Bestimmung von Kommunikationswegen
    • Transport von Informationen entlang dieser Wege
  • Protokollklassen:
    • Proaktiv: Tabelle, kontinuierliche Aktualisierungen
    • Reaktiv: Aktualisierung auf Abruf
    • Hybrid: Teilweise Tabelle, Teilweise auf Abruf
  • Verteilte Routingvarianten:
    • Distanzvektor-Protokolle (count-to-infinity)
    • Linkzustands-Protokolle
    • Weitere Varianten: Fluten, Potential-Algorithmen, u.ä.
routingprotokolle
Routingprotokolle
  • Proaktive Protokolle:
    • Destination Sequenced Distance Vector (DSDV)
    • Optimized Link State Routing (OLSR)
  • Reaktive Protokolle:
    • Dynamic Source Routing (DSR)
    • Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV)
    • Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA)
  • Hybride Protokolle:
    • Zone Routing Protocol (ZRP)
    • Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR)
dynamic source routing
Dynamic Source Routing
  • Jeder Knoten unterhält einen Wege-Cache
  • Ein Paket soll verschickt werden:
    • Cache wird überprüft: ex. ein Weg zum Zielknoten?
    • Falls nicht: Starte Wegeermittlung durch Fluten (Route Discovery)
    • Geflutete Pakete (Route Request) werden nur von Knoten weitergegeben, die das Paket noch nicht empfangen haben
    • Dabei wird jeder besuchte Knoten in den Paketkopf eingetragen
    • Ein Weg wird zurückgegeben (Route Reply), sobald er vollständig ermittelt wurde (z.B. Teil eines Weges im Cache gefunden)
  • Fehlerhafte Verbindungen werden erkannt und die Wege darüber aus dem Cache entfernt
    • Nachbarn werden nach Ersatzwegen gefragt oder eine neue Wegeermittlung gestartet (Route Maintenance)
verbindungsschicht
Verbindungsschicht
  • Übertragungstechniken:
    • FDMA, TDMA, CDMA, SDMA, CSMA/CD, CSMA/CA
  • Medium Access Control (MAC)
    • Probleme: Hidden Terminals und Exposed Terminals
    • Übertragung mit Bestätigungen (ACK)
    • MACA: RTS-CTS Austausch (Request-to-Send, Clear-to-Send)
    • Exponentieller BackOff
    • MACAW: Backoff ohne komplettes Zurücksetzen, dafür Verringerung bei erfolgreicher Übertragung um 1
    • Probabilistische Protokolle
    • Bei variabler Sendestärke sende „Besetztzeichen“ (Busy Tone) auf zusätzlicher Frequenz (PCMA)
    • Weitere Varianten: PAMAS, D-MAC, …
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