Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
335649		Analysis and mitigation of interference in multi-radio multi-channel wireless mesh networks / Çok-radyolu çok-kanallı kablosuz örgüsel ağlarda girişimin incelenmesi ve azaltılması Yazar:ALPER RİFAT ULUÇINAR Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU Yer Bilgisi: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control Dizin:Elektromanyetik girişim = Electromagnetic interference ; Kablosuz ağlar = Wireless networks ; Radyo kanalı = Radio channel ; Sezgisel algoritmalar = Heuristic algorithms ; TCP = TCP	Onaylandı Doktora İngilizce 2013 193 s.
Temel olarak, kablosuz bağlar ile birbirlerine bağlanmış örgüsel yönelticilerden oluşan omurga ağlar olan kablosuz örgüsel ağlar, tasarısız ağ oluşturabilme, öz-oluşum, öz-düzenleşim, öz-iyileşme gibi özelliklere sahip oldukları için kendilerine son mil geniş bant İnternet erişiminden olağanüstü durum ağlarına yahut eşler arası ağlara kadar çok geniş bir yelpazede uygulama alanı bulmaktadır. Kablosuz örgüsel ağların çoklu atlamalı doğası akışlar-arası girişimi arttırır ve akış-içi girişime sebebiyet verir. Bu etmenler de ağ kapasitesini ciddi ölçüde azaltır. Girişimi azaltıp ağ kapasitesini arttırmak için sıkça başvurulan bir yöntem örgüsel yönelticileri birden fazla iletişim kanalında çalışabilen birden fazla radyo ile donatmaktır. Böylelikle, bir örgüsel yönelticinin eş zamanlı olarak birden fazla kablosuz iletişim kanalını kullanması ve birden fazla kanal üzerinden koşut olarak paket alıp vermesi mümkün olmaktadır. Fakat birden fazla radyonun ve kanalın verimli olarak kullanılabilmesi için akış-radyo ve kanal atamayı da içeren dikkatli ve akıllı bir radyo kaynak planlaması gereklidir. Bu ise öncelikle, kablosuz örgüsel ağlar bağlamında kanal-içi girişimin ve komşu kanal girişiminin doğasını çözümlemeyi ve modellemeyi gerektirir. Kanal-içi girişimi ve komşu kanal girişiminin etkilerini anlamak ve modellemek için, çok-radyolu 802.11b/g örgüsel yönelticilerden mütevellit, adını BilMesh koyduğumuz bina içi sınama ortamımız üzerinde deneyler ve gözlemler yaptık. Ayrıca, çok-radyolu örgüsel yönelticiler kullanmanın ve böylelikle çoklu atlamalı bir akışın ardışık atlamalarını farklı kanallardan geçirmenin ağ ve uygulama katmanı metrikleri üzerindeki etkilerini inceledik. Çok-radyolu örgüsel yönelticilerde sadece örtüşmeyen kanallar kullanmanın başarımını, örtüşmeyen kanalların yanında örtüşen kanallar kullanmanın başarımı ile mukayese ettik. Daha sonra, komşu kanal girişimini modellemeye ve ölçmeye yöneldik. Bu amaçla BilMesh sınama ortamına IEEE 802.15.4 radyoları ekleyerek deneyler yaptık ve hem bir kablosuz iletişim standardının kanalları arasındaki girişimi hem de Wi-Fi ve ZigBee gibi farklı iki standardın kanalları arasındaki girişimi hesaplayabildiğimiz iki yöntem önerdik. Literatürdeki kanal atama üzerine olan çalışmaların birçoğu, çok-radyolu kablosuz örgüsel ağlar için sadece örtüşmeyen kanalları kullanmaktadır. Girişim için nicel modeller geliştirdikten sonraki adım olarak, kablosuz örgüsel ağlarda birleşik akış-radyo ve kanal atama problemi için örtüşen kanalları da kullanan eniyileme modelleri önerdik. Daha sonra, yine birleşik akış-radyo ve kanal atama problemini çözmeye yönelik olarak, örtüşen kanalları da kullanabilen verimli merkezi ve dağıtık algoritmalar önerdik. Önerdiğimiz bu algoritmaların başarımını çeşitli gerçekçi girişim ve ağ kapasitesi metriklerini kullanarak, ayrıntılı benzetim modelleri ile gerçekleştirdiğimiz deneylerde ölçtük ve önerdiğimiz algoritmaların örgüsel kablosuz ağlarda tek kanal kullanarak veya rastgele yapılacak akış-radyo ve kanal atamaya göre büyük iyileşme sağladıklarını gözlemledik.
Wireless mesh networking, which is basically forming a backbone network of mesh routers using wireless links, is becoming increasingly popular for a broad range of applications from last-mile broadband access to disaster networking or P2P communications, because of its easy deployment, self-forming, self-configuration, and self-healing properties. The multi-hop nature of wireless mesh networks (WMNs) aggravates inter-flow interference and causes intra-flow interference and severely limits the network capacity. One technique to mitigate interference and increase network capacity is to equip the mesh routers with multiple radios and use multiple channels. The radios of a mesh router can then simultaneously send or receive packets on different wireless channels. However, careful and intelligent radio resource planning, including flow-radio and channel assignment, is necessary to efficiently make use of multiple radios and channels. This first requires analyzing and modeling the nature of co-channel and adjacent channel interference in a WMN. Through real-world experiments and observations made in an indoor multi-hop multi-radio 802.11b/g mesh networking testbed we established, BilMesh, we first analyze and model the nature of co-channel and adjacent channel interference. We conduct extensive experiments on this testbed to understand the effects of using multi-radio, multi-channel relay nodes in terms of network and application layer performance metrics. We also report our results on using overlapping in addition to orthogonal channels for the radios of the mesh routers. We then turn our attention to modeling and quantifying adjacent channel interference. Extending BilMesh with IEEE 802.15.4 nodes, we propose computational methods to quantify interference between channels of a wireless communication standard and between channels of two different standards (such as Wi-Fi and ZigBee). Majority of the studies in the literature on channel assignment consider only orthogonal channels for the radios of a multi-radio WMN. Having developed quantitative models of interference, next we propose two optimization models, which use overlapping channels, for the joint flow-radio and channel assignment problems in WMNs. Then we propose efficient centralized and distributed heuristic algorithms for coupling flows and assigning channels to the radios of a WMN. The proposed centralized and distributed schemes make use of overlapping channels to increase spectrum utilization. Using solid interference and capacity metrics, we evaluate the performances of the proposed schemes via extensive simulation experiments, and we observe that our schemes can achieve substantial improvement over single-channel and random flow-radio and channel assignment schemes.