Analysis and mitigation of interference in multi-radio multi-channel wireless mesh networks

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.