Integrating traffic estimation and dynamic channel reconfiguration in Wireless Mesh Networks

Abstract

Careful Channel Assignment (CA) and Link Scheduling (LS), tuned to the trafſc demand in the network, are required to efſciently utilize Multi-Channel Multi-Radio (MC-MR) Wireless Mesh Networks (WMNs).In a dynamic network, where the trafſc demand keeps changing with time, we need to reconſgure the CA and LS to suit to the changing demands. But, a change in CA leads to disruption of trafſc resulting in a less reliable and lossy network. In this paper, we propose a theoretical framework to evaluate the efſciency of channel reconſguration by taking into consideration the two conƀicting objectives of maximizing network throughput and minimizing the reconſguration overhead. A channel reconſguration scheme that takes into account the current state of the network can ſnd a new CA with signiſcantly less overhead caused by reconſguration. We propose and evaluate polynomially bounded heuristic algorithms for performing demandbased and state aware channel reconſguration. Further, in a highly dynamic network scenario, performing reconſguration very frequently to suit every trafſc demand will lead to high reconſguration overhead. Whereas doing it less frequently will lead to underutilization of the network. Hence, we propose a scheme that employs prediction techniques to estimate the future trafſc demands in order to reduce the frequency of reconſguration considering the long term trafſc demand and conduct simulation studies to evaluate this scheme.

Αναδιάρθρωση Αναθέσεων Πόρων Σε Δίκτυα Γνωσιακής Ραδιοεπικοινωνίας

“…Ως κυριότερη αδυναμία της, βέβαια, θεωρείται η απαίτηση εκτέλεσης του προαναφερθέντος αλγορίθμου ανά τακτά χρονικά διαστήματα, η εκτίμηση των οποίων δεν αποτελεί ακόμα και σήμερα μια τετριμμένη διαδικασία. Ο ανωτέρω μηχανισμός, μάλιστα, μοντελοποιείται και μαθηματικά στην εργασία[29] ως ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης Μικτού Ακεραίου Γραμμικού Προγραμματισμού πολλαπλών κριτηρίων. Στην ίδια εργασία, επίσης, προτείνεται και ένας μηχανισμός πρόβλεψης των μελλοντικών απαιτήσεων των χρηστών κάθε εξεταζόμενου δικτύου, επιτρέποντας ουσιαστικά τη στοιχειώδη εκτίμηση των προαναφερθέντων χρονικών διαστημάτων.…”

“…Οι προδιαγραφές και οι στόχοι των εν λόγω δικτύων, βέβαια, διαφέρουν έντονα από αυτούς των ασύρματων δικτύων και, ως εκ τούτου, οι αντίστοιχες εργασίες δεν θεωρούνται σε καμία περίπτωση σχετικές με την παρούσα μελέτη. Αξίζει, ωστόσο, να αναφερθεί ότι το πρόβλημα της αναδιάρθρωσης παρωχημένων αναθέσεων πόρων μοντελοποιείται και στο συγκεκριμένο ερευνητικό πεδίο συνήθως ως πρόβλημα βελτιστοποίησης Μαθηματικού Προγραμματισμού, όπως άλλωστε συμβαίνει και στην περίπτωση των ασύρματων δικτύων (βλ [29,31,32,33,38]…”