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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Algorithmische Probleme in Funknetzwerken XI

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Presentation Transcript


Algorithmische probleme in funknetzwerken xi

Algorithmische Probleme in FunknetzwerkenXI

Klaus Volbert

[email protected]


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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