Μελέτη και ανάλυση επίδοσης πρωτοκόλλων δρομολόγησης σε κινητά ad hoc δίκτυα με βάση ενεργειακά κριτήρια

Abstract

Τα ασύρματα δίκτυα έχουν γνωρίσει αλματώδη ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια. Τα κινητά ad hoc δίκτυα αποτελούνται από κινητές συσκευές όπως Laptop, PDA και κινητά τηλέφωνα, οι οποίες μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους χωρίς την παρουσία κάποιου κεντρικού συντονιστή. Είναι αυτοοργανούμενα, αυτοελεγχόμενα και χωρίς σταθερή υποδομή. Τα ad hoc δίκτυα ικανοποιούν την ανάγκη για προσωρινή επικοινωνία και σχηματίζονται κατ’ απαίτηση. Οι κόμβοι του δικτύου είναι υπεύθυνοι για την προώθηση των πακέτων, οπότε λειτουργούν και ως δρομολογητές. Οι κινητές συσκευές λειτουργούν με μπαταρία. Επομένως η αποδοτική ενεργειακή κατανάλωση είναι ένας κρίσιμος παράγοντας, ιδιαίτερα για αυτού του τύπου τα δίκτυα, όπου οι κόμβοι έχουν αυξημένες αρμοδιότητες. Παρουσιάζονται μοντέλα κατανάλωσης ενέργειας και μελετάται αναλυτικά ο τρόπος λειτουργίας των πρωτοκόλλων δρομολόγησης για αυτά τα δίκτυα. Μέσω του προγράμματος προσομοίωσης OPNET Modeler γίνεται προσομοίωση ενός ad hoc δικτύου και μετράται η μέση ενεργειακή κατανάλωση και η διάρκεια ζωής του δικτύου για τα πρωτόκολλα δρομολόγησης AODV, DSR, TORA και OLSR. Εκτελούνται διάφορα σενάρια μεταβάλλοντας τον αριθμό των κόμβων, το ρυθμό αποστολής πακέτων και την ταχύτητα με την οποία κινούνται οι κόμβοι. Με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων εξάγονται συμπεράσματα για την επίδραση των παραπάνω παραμέτρων στην κατανάλωση ενέργειας για τα διάφορα πρωτόκολλα.

Wireless networks have experienced rapid growth in the last years. Mobile ad hoc networks consist of mobile devices such as laptops, PDAs and cell phones, which can communicate with no presence of central coordinator. They are self-organized, self-controlled and infrastructureless. The ad hoc networks satisfy the need for temporary communication and they are established on demand. Network nodes are responsible for forwarding the packets, so they act as routers as well. Mobile devices are battery powered. That’s why efficient energy consumption is a critical factor, especially in networks of this type, where nodes have high responsibilities. Energy models are presented and there is an analytic study of routing protocols for these networks. Via OPNET Modeler simulation program, an ad hoc network is simulated and we count the average energy consumption and the lifetime of the network for AODV, DSR, TORA and OLSR routing protocols. Various scenarios are executed by changing the number of nodes, the sending rate and the speed the nodes move. Based on the results of the simulations, we draw conclusions for the impact of the above parameters on energy consumption for the various protocols.