Μηχανισμοί εξοικονόμησης ενέργειας σε ασύρματα δίκτυα με χρήση μετρικών ποιότητας σήματος
Loading...
Date
Authors
Σταθόπουλος, Νικόλαος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τα ασύρματα δίκτυα αποτελούν ένα σημαντικό κομμάτι την επικοινωνίας μεταξύ συσκευών και χρηστών. Η εξέλιξη των κινητών συσκευών έχει συμβάλλει στην εγκαθίδρυση των ασύματων δικτύων ως το βασικό μέσο για ανταλλαγή δεδομένων και πρόσβαση στο \tl{Internet}. Παράλληλα, το μέγεθος των δεδομένων που ανταλλάσονται μέσω των δικτύων τείνει να αυξάνεται, καθώς οι συσκευές στηρίζονται κατά ένα μεγάλο βαθμό στην πρόσβαση στο διαδίκτυο για να επιτελέσουν ορισμένες λειτουργίες. Αυτό εχει ως συνέπεια την αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας, γεγονός το οποίο μειώνει τον χρόνο λειτουργίας των συσκευών, αφού η τεχνολογική εξέλιξη στα θέματα ενέργειας (κινητές πηγές ενέργειας) είναι περιορισμένη. Έτσι, θεωρείται πολύ σημαντική η έρευνα για την εύρεση τεχνικών και βελτιώσεων οι οποίες συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ενέργειας στον τομέα της ασύρματης δικτύωσης. Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η ανάπτυξη και υλοποίηση μηχανισμών για την διαχείριση της ενέργειας μετάδοσης πακέτων σε ασύρματα δίκτυα, με απώτερο σκοπό την εξοικονόμηση ενέργειας στις κινητές συσκευές. Η βασική ιδέα της εργασίας είναι το γεγονός ότι σε ένα μεγάλο μέρος των μεταδόσεων που λαμβάνουν μέρος σε ένα ασύρματο δίκτυο, απαιτούν λιγότερη ενέργεια για την επιτυχής μετάδοση στον προορισμό από αυτή που σπαταλάται συνήθως, με άμεση συνέπεια την μείωση του χρόνου λειτουργίας των συσκευών. Ο μηχανισμός που προτείνεται βασίζεται στην αξιοποίηση απλών μετρικών που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ποιότητας του καναλιού, όπως ο λόγος σήματος προς θόρυβο (\tl{SNR}). Οι μηχανισμόι που παρουσιάζονται εφαρμόζονται τόσο σε κεντρικοποιημένα δίκτυα, όσο και σε μη κεντρικοποιημένα (\tl{ad hoc}), ακολουθώντας διαφορετική τακτική. Στα κεντρικοποιημένα δίκτυα, ο μηχανισμός υποστηρίζεται από ένα απλό σύστημα ανάδρασης μεταξύ του \tl{access point} και των συνδεδεμένων κόμβων, με σκοπό την απόκτηση πληροφοριών σχετικά με την μετάδοση. Το \en{access point} στέλνει μηνύματα στους συνδεδεμένους κόμβους μέσω των οποίων παρέχει πληροφορίες που χρησιμοποιούνται από αυτούς, προκειμένου να προσαρμόσουν την ισχύ μετάδοσης. Στα μη κεντρικοποιημένα, ο μηχανισμός εκμεταλλεύεται τα πρωτόκολλα δρομολόγησης για την μεταφορά της πληροφορίας, προς αποφυγή επιβάρυνσης του δικτύου με επιπλέον μηνύματα. Αντικείμενο πειράματος είναι το πρωτόκολλο δρομολόγησης \tl{OLSR}, στο οποίο γίνονται ορισμένες αλλαγές για γίνει δυνατή η χρήση του μηχανισμού. Για την αξιολόγηση των μηχανισμών, έγιναν πειράματα με την χρήση του εξομοιωτή \tl{Network Simulator 3 (NS-3)}. Στα πειράματα υλοποιήθηκαν οι προαναφερθείσες περιπτώσεις πάνω σε δίκτυα κινητών κόμβων, με διαφορετικές παραμέτρους για τον μηχανισμό ή διαφορετικό πλήθος κόμβων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι επιτυχγάνεται η εξοικονόμηση ενέργειας σε μεγάλο βαθμό, επιμηνκύνοντας τον χρόνο λειτουργίας των συσκευών, ενώ την ίδια στιγμή η ποιότητα του δικτύου δεν υποβαθμίζεται σε τέτοιο βαθμό ώστε να μην είναι αποδοτικό.
Description
Keywords
Εξοικονόμηση ενέργειας, Παρεμβολή, Λόγος σήματος προς θόρυβο, Δρομολόγηση