新技术提高了多跳无线网络的效率
来源:zdnet
陈广成 编译
摘要: 多跳无线网络,可提供大型和非常规的硬线地区的数据访问,但由于路由的复杂性,次优路径管理,以及由于多跳中继所造成的延误,他们在可以传输的数据量方面长期面临着重大限制。
Abstract:
Key words :
多跳無線網(wǎng)絡,可提供大型和非常規(guī)的硬線地區(qū)的數(shù)據(jù)訪問,但由于路由的復雜性,次優(yōu)路徑管理,以及由于多跳中繼所造成的延誤,他們在可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量方面長期面臨著重大限制。
現(xiàn)在,來自北卡羅來納州立大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種更高效的數(shù)據(jù)傳輸方式,稱為核心為基礎的功率控制,它可以顯著提高網(wǎng)絡可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
來自北卡羅來納州的計算機科學副教授Rudra Dutta博士說:“我們的方法,對于隨機放置節(jié)點的網(wǎng)絡來說,可以至少平均增加20%的網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)量 -如果節(jié)點在集群網(wǎng)絡內(nèi)進行定位的話,可以增加高達80%。”
如果節(jié)點是采用電池供電的話,這種方法也使得網(wǎng)絡更節(jié)能,可以延長網(wǎng)絡的壽命。
多跳無線網(wǎng)絡使用節(jié)點來傳播到各個空間,這些節(jié)點不僅可以捕捉和傳播數(shù)據(jù),同時也可以作為其他節(jié)點的中轉(zhuǎn)站。但這些網(wǎng)絡都有“熱點” - 在網(wǎng)絡的多個無線傳輸?shù)牡胤娇梢曰ハ喔蓴_,這使如何快速的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)了容量上限。節(jié)點必須在這些造成延誤的擁堵點輪流傳輸數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)上,有兩種方式來處理這個問題。在短距離內(nèi),可以采用低功率傳輸數(shù)據(jù),這限制了與其他節(jié)點的干擾程度。但在這種情況下,數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭_其最終目的地之前,可能要經(jīng)過許多節(jié)點。另一種方法是采用高功率傳輸數(shù)據(jù),這意味著數(shù)據(jù)可以發(fā)送到更遠并且傳送更迅速。美中不足的是,強大的傳輸可能會干擾與許多其他節(jié)點的傳輸。
北卡羅來納州的研究人員杜塔和Ph.D.的學生Parth Pathak創(chuàng)造了他們所謂的核心為基礎的功率控制,用來解決這個問題。它采用一種運算法則,這種算法可以指導著網(wǎng)絡中的每個節(jié)點在每一次數(shù)據(jù)傳輸中可以使用多少的功率,這主要是根據(jù)其傳輸?shù)淖罱K目的地來進行確定的。這種運算法則決定了何時值得使用強大的數(shù)據(jù)傳輸時,并增加信號的中斷,以及何時需要使用不那么強大的數(shù)據(jù)傳輸。結(jié)果是在系統(tǒng)效率方面出現(xiàn)了整體性的跳躍提升。
計算機通信雜志在網(wǎng)上發(fā)布了一篇題為“在多跳無線網(wǎng)絡中使用以核心為基礎的功率控制來實現(xiàn)熱點緩解”的文章,其中詳細介紹了如何能更好地減輕無線傳感器網(wǎng)絡中的熱點問題:
在使用啟發(fā)式的核心概念的基礎上,我們表明,如果我們只增加節(jié)點的功率水平,預計會有更多的數(shù)據(jù)包出現(xiàn)中繼,即使使用最短的路徑路由,也可以實現(xiàn)重要的中繼負載均衡。與發(fā)散式的路由模式不同的是,這樣的負載均衡策略適用于任意拓撲結(jié)構(gòu)和流量模式。憑借豐富的模擬,我們表明,核心為基礎的功率控制可以大幅提高傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)絡壽命。我們與其他發(fā)散式的路由模式和多個電池級分配策略??進行性能對比。此外,它表明,核心為基礎的功率控制在許多不同的拓撲結(jié)構(gòu)中,可以獲得更好地吞吐能力。
這項研究在有些方面得到了美國陸軍研究辦公室的支持。
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