Geri Dön

Directional MAC protocol for IEEE 802.11ad WLANs

IEEE 802.11ad WLAN için yöneltilmiş MAC protokolü

  1. Tez No: 397271
  2. Yazar: ANİQUE AKHTAR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 63

Özet

Milimetrik dalga iletişimi, yüksek oranda çoklu ortam uygulamalarını Gigabit düzeyinde mümkün kılan bir teknolojidir. Biz, bu çalışmada, Milimetrik dalga iletişiminin bu özelliğinden yararlanarak IEEE 802.11ad kablosuz yerel ağlarında (WLAN) yönlü multi-gigabit iletim problemini incelemekteyiz. Geleneksel yöneltilmiş MAC, Ağ Dağıtım Vektörü (NAV) kullanmaktadır ve NAV düzenine sahip devre düğümleri oluşturarak çakışmaları ortadan kaldırmayı amaçlamaktadır. Yönlü MAC protokolleri, yönlü RTS/CTS (DRTS/DCTS), çok yönlü ve sıralı (sirküler) RTS/CTS (CRTS/CCTS) veya çok yönlü ve eşzamanlı RTS/CTS kontrol paketleri kullanmaktadır. Buna ek olarak, IEEE 802.11ad MAC, A-BFT fazı kullanmaktadır. A-BFT fazı düğümlerin erişim noktası (AP) ile hüzmelendiği fazdır. Bu tezde, uzamsal yeniden kullanımı güçlendirmek için, iki NAV (NAV1 ve NAV2) ve DRTS/DCTS - CRTS/CCTS kontrol paketlerini kullanan yöneltilmiş MAC protokolü önermekteyiz. Önerilen protokol, işitme problemiyle başa çıkmayı ve gizli terminal problemlerini karmaşık cihazlar kullanmadan çözebilmeyi sağlamaktadır. DMBS, her düğümün hüzmeleme tablosu (BF tablosu) oluşturmasını sağlamaktadır çünkü diğer düğümlerin yer bilgisi BF tablosunda tutulmaktadır. Biz, terminallerin A-BFT fazı suresince kanalları dinleyerek hüzmeleme bilgisini topladığı ve BF tablolarını güncellediği A-BFT (ILA) mekanizması olarak adlandırdığımız akıllı bir dinleme yöntemi uygulamaktayız. Bu yöntem, toplam ağın hüzmeleme yükünü oldukça azaltmaktadır. Buna ek olarak; bir düğüm hedef düğümün BF bilgisine sahipse, iletişim kurmak icin DRTS/DCTS paketini kullanmaktadır. Aksi takdirde, mekan bilgisi almak için CRTS/CCTS paketi kullanmaktadır. Bu durum, kontrol yükünün minimum kalmasını, yer takibi için üst katmanlara bağlı olmaya veya kullanılan protokolün karmaşık teknik ya da aygıt kullanmaya zorunlu olmamasını sağlamaktadır. NAV1, tüm meşgul düğümlerin listesini tutmakta ve her RTS/CTS paket alımında güncellenmektedir. Bir düğüm, NAV1'de sağırlığı azaltan başka bir düğümle haberleşme başlatması mümkün olmamaktadır. Alınan RTS/CTS kontrol paketlerinin yardımıyla, düğümler devam eden haberleşmeye girişim oluşturup oluşturamayacağına karar vermektedir. NAV2 ise, herhangi bir düğüm mevcut haberleşmeye girişim uyguladığı takdirde aktif hale gelmektedir. NAV2 aktif ise, düğüm çok yönlü iletişimini ertelemekte, fakat yönlü olarak haberleşmeye devam etmektedir. Bu durum ise, girişimi en az seviyede tutarak genel ağ veri gönderim hacminin arttırılmasının yanı sıra, uzamsal yeniden kullanmayı da arttırmaktadır. Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan protokolleri DMBS ile karşılaştırmaktayız ve DMBS' in farklı özelliklerini farklı senaryolar kullanarak gelişmiş benzetimler sunmaktayız. Benzetimler aracılığıyla DMBS' in yüksek ağ boyutlarında, ağ veri gönderim hacmini önemli bir biçimde geliştirdiğini göstermekteyiz.

Özet (Çeviri)

Millimeter-wave (mmWave) communications is a promising technology that enables high rate (Giga-bit) multimedia applications. We consider the directional multigigabit (DMG) transmission problem in IEEE 802.11ad wireless local area network (WLAN). Traditional directional MAC uses Network Allocation Vector (NAV) to decrease collisions drastically by making nodes which have their NAV set, defer their communication. Directional MAC protocols usually implement either directional RTS/CTS (DRTS/DCTS), multi-directional sequential (Circular) RTS/CTS (CRTS/CCTS) or multi-directional concurrent RTS/CTS control packets. IEEE 802.11ad MAC implements an A-BFT phase where each node beamforms (BF) with the Access Point (AP). In this thesis, we propose a Directional MAC protocol for Basic STAs (DMBS) that uses DRTS/DCTS as well as CRTS/CCTS control packets along with two NAVs (NAV1 and NAV2) to fully leverage spatial reusability and tackle deafness and hidden terminal problem without using any complicated hardware. DMBS makes each node keep a beamforming table (BF table) to store location information of other nodes. We implement an Intelligent Listening during A-BFT (ILA) mechanism where STAs gather beamforming information by listening to the channel during A-BFT phase and update their BF table. This considerably reduces the overall network beamforming associated overhead. Furthermore, if a node already have BF information of the destination node, it uses DRTS/DCTS packet to communicate otherwise CRTS/CCTS packet is used to gather location information. This assures that the control overhead is minimal and the protocol doesn't have to use any complicated technique or hardware or rely on upper layers for location tracking. NAV1 keeps a list of all the nodes that are busy and is set every time a RTS/CTS packet is received. A node would not initiate communication with a node that is in NAV1 subsequently reducing deafness. With the help of RTS/CTS control packets received, the nodes determine whether they can cause interference to an ongoing communication. NAV2 is only set if a node can cause interference to an ongoing communication. If NAV2 is set, then the node defers its multi-directional communication but still communicates directionally. This increases spatial reusability all the while keeping interference minimal which increases the overall network throughput. We perform extensive simulations by comparing DMBS with other commonly used protocols and by comparing different features of DMBS in different scenarios. Simulations demonstrate that the DMBS improves the network throughput considerably, especially at higher network size.

Benzer Tezler

  1. Çoklu insansız hava araçları arası altyapısız ağlar için yeni bir konum bilgisi paylaşımlı ve yönlü ortam erişim kontrol protokolü

    A novel location oriented directional medium access control protocol for ad hod unmanned air vehicle networks

    ŞAMİL TEMEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu Komutanlığı

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKER BEKMEZCİ

  2. Wireless lans with smart antennas

    Akıllı antenler ile kablosuz ağlar

    ERDEM ULUKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR GÜRBÜZ

  3. Kablosuz IEEE 802.11 ağ bağlantısı üzerinden elektronik kontrol için bir ağ protokolünün geliştirilmesi

    Development of a network protocol for electronic control over wireless IEEE 802.11 network connection

    BORA TAMER YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHaliç Üniversitesi

    Bilgisayar Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK GÜMÜŞKAYA

  4. New lightweight DoS attack mitigation techniques for RPL based IoT networks

    RPL temelli IoT ağları için DoS saldırılarının etkisini azaltacak yeni teknikler

    AHMET ARIŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMA FATMA OKTUĞ

  5. PMP modundaki bir wimax ağının NCTUns yardımıyla sistem performans analizi

    The system performance analyze of a wimax network in PMP mode using NCTUns

    HATİCE ARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SONER ÖZGÜNEL