دانلود مقاله ISI با ترجمه فارسی: CAPF : انتقال بسته های پخش همگانی کدگذاری شده برای شبکه های مش بی سیم

متن کامل مقاله ISI با ترجمه فارسی

عنوان فارسی :CAPF : انتقال بسته های پخش همگانی کدگذاری شده برای شبکه های مش بی سیم

عنوان : CAPF: coded anycast packet forwarding for wireless mesh

تکه هایی از متن مقاله ISI با ترجمه فارسی به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

CAPF: coded anycast packet forwarding for wireless mesh
networks
Xiumin Wang
Yinlong Xu

Kui Wu

Jianping Wang
Published online: 17 May 2011
 Springer Science+Business Media, LLC 2011

Abstract In wireless mesh networks, delay and reliability
are two critical issues in the support of delay-sensitive
applications. Due to sleep scheduling designed for energy
efficiency, a node along an end-to-end path needs to wait
for its next hop to wake up before it can transmit, which
incurs extra delay. In addition, because of unreliable
wireless communications, a node may not successfully
receive the packet even when it is in active mode. In this
paper, we propose a coded anycast packet forwarding
(CAPF) scheme for both unicast and multicast communications
such that the delay can be reduced and the reliability
can be improved. We theoretically analyze the
impact of nodes’ awake probability and the link loss
probability on the end-to-end delay and the reliability. A
tradeoff between the end-to-end delay and the reliability is
also investigated. Simulation results demonstrate that
CAPF provides a flexible mechanism to make good delayreliability
tradeoff and is effective to reduce the end-to-end
delay and enhance the reliability.
X. Wang  Y. Xu
Department of Computer Science, University of Science
and Technology of China, Hefei, China
e-mail: wxiumin2@student.cityu.edu.hk
Y. Xu
e-mail: ylxu@ustc.edu.cn
X. Wang  J. Wang
Department of Computer Science, City University
of Hong Kong, Kowloon, Hong Kong
e-mail: jianwang@cityu.edu.hk
K. Wu (&)
Department of Computer Science, University of Victoria,
Victoria, Canada
e-mail: wkui@cs.uvic.ca
Keywords Wireless mesh networks  Anycast 
Unicast  Multicast  Coding
1 Introduction
Recently, wireless mesh networks (WMNs) have emerged as
a promising technology to provide the broadband network
services. Compared with infrastructure-based networks,
WMNs have advantages such as easy deployment, flexible
network architecture, self-configuration, and many more.
With the increase in both wireless channel bandwidth and the
computational capability of wireless devices, WMNs now
can be used to support delay-sensitive applications such as
video streaming or interactive gaming. Such delay-sensitive
applications require that the data content should be propagated
to the destination node(s) in a timely fashion.
The wireless devices in WMNs, however, are usually
powered by batteries, and as such energy consumption
becomes a critical issue, particularly when low-end devices
such as sensors or smartphones are used as mesh nodes. As
a common practice to save energy, sleep scheduling (i.e.,
let the devices go to sleep whenever they become idle) has
been broadly used, for example, in wireless sensor networks
[1, 2] and DigiMesh [3] or ZigBee [4] based WMNs.
While sleep scheduling can save energy, it may incur extra
delay because a node along an end-to-end path may need to
wait for its next hop to wake up before it can transmit. Such
a waiting delay could be intolerable for delay-sensitive
applications. In addition, wireless channel is usually
unreliable, and packet retransmission to improve reliability
can have a negative impact on the end-to-end delay guarantee.
To sum up, reducing end-to-end delay and guaranteeing
reliable data delivery are two contradicting core
challenges in WMNs.
123
1274 Wireless Netw (2011) 17:1273–1285
To reduce the end-to-end delay, an interesting method is
to transmit packets with anycast [5]. Instead of having one
designated next hop under the traditional packet forwarding
schemes, each intermediate node maintains multiple
next hops in its forwarding set. The sending node only
needs to wait for any one of the next hops to wake up
before it can transmit the packet. The end-to-end delay is
thus reduced for the waiting delay at each hop. Nevertheless,
existing anycast schemes assume reliable radio
channels and ignore packet losses [5].
To deal with the unreliable channels, packet retransmissions
based on the feedback from the receiving nodes
are usually adopted. In delay-sensitive applications such as
multimedia streaming, however, in-time packet delivery is
much more important since late packets may be useless.
We hence should care more about the end-to-end delay as
long as the data content can be correctly delivered with a
high probability. Due to this reason, TCP-like end-to-end
feedback control for reliable per packet delivery is generally
avoided for delay-sensitive applications. Following the
similar spirit, per-hop retransmission due to channel errors
may be also undesirable.
By allowing multiple next hop nodes to receive packets,
anycast opens the good opportunities for reducing endto-end
delay and in the meantime achieves a high packet
delivery ratio. Anycast alone, however, lacks a control
knob that can be used to tune the balance between the endto-end
delay and the reliability. We are thus motivated to
design a good mechanism to enhance reliability while the
end-to-end delay is effectively controlled.
In this paper, to reduce the end-to-end delay and
improve the reliability, we propose using coded anycast
packet forwarding (CAPF) scheme in unreliable WMNs for
unicast and multicast. To be specific, instead of designating
one determined next hop at each step, any active node in a
forwarding set can be the candidate to propagate the
packet. A sending node can forward the packet once any
one of the next hops in its forwarding set wakes up. In
addition, with coding, the destination node can decode the
native packets once it receives a certain number of coded
packets propagated from the source node.
Recently, coding, e.g., source coding and network coding
[6], has received extensive research attention in the
networking area, and it has been shown that coding can
improve network reliability by reducing the number of
packet retransmissions in wireless lossy networks [7–9].
Our work differs from the previous literature in that previous
work is mainly focused on the traditional packet
forwarding scheme, i.e., a given single path for unicast or a
given multicast tree for multicast [9]. In contrast, with
anycast packet forwarding scheme, the next hop for each
step is not designated but is determined by the stochastic
sleep scheduling. Thus, the derivation of the delay and the
123
reliability with coded anycast schemes needs to be reconsidered.
The previous literature on anycast [5] has tried to
minimize the delay in low duty-cycle wireless network.
However, the existing work assumes packets are not coded
and wireless channels are reliable [5]. While network
coding based opportunistic routing [10, 14] is similar to our
work, the underlying routing structure in [10, 14] is different
and does not take advantages of anycast. To the best
of our knowledge, no previous work has considered the
coded anycast packet forwarding schemes for unicast as
well as multicast to better trade off the end-to-end delay
and the reliability.
The main contributions of our work are summarized as
follows.
(1) We study the coded anycast packet forwarding
scheme from the aspects of both end-to-end delay
and reliability in unreliable WMNs.
(2) We theoretically derive the end-to-end delay and the
reliability for the unicast communication with our
coded anycast packet forwarding scheme. The simulation
results confirm the advantages of coded anycast
packet forwarding method compared to other packet
forwarding schemes.
(3) We also study the coded anycast packet forwarding
scheme in multicast case. The simulation results also
confirm its advantages in both end-to-end delay and
reliability.
The rest of the paper is organized as follows. We first
introduce related work in Sect. 2. Section 3 includes the
network model. The coded anycast packet forwarding
scheme is presented in Section 4. In Sect. 5, we theoretically
analyze the end-to-end delay, segment delay, and the
reliability of the proposed scheme. The results for performance
evaluation are presented in Sect. 6. Finally, we
conclude the paper in Sect. 7.

تعداد صفحه : 13

تکه هایی از متن ترجمه فارسی به عنوان نمونه :

CAPF : انتقال بسته های پخش همگانی کدگذاری شده برای شبکه های مش بی سیم

یومینگ وانگ*کوی وو*چیانینگ وانگ*ینلونگ ژو

چکیده

در شبکه های مش بی سیم، وقفه و قابلیت اطمینان، به عنوان دو مسئله مهم در پشتیبانی از برنامه های کاربردی حساس به وقفه می باشند. به دلیل برنامه ریزی حالت خواب به منظور صرفه جویی انرژی طراحی شده است، گره در مسیر به هم پیوسته نیازمند فعال شدن هاپ بعدی خود برای فعال شدن قبل از انتقال می باشد، که منجر به وقفه بیشتری می گردد. علاوه بر این، به دلیل ارتباطات بی سیم غیرقابل اعتماد، گره احتمالا با موفقیت بسته ها را حتی زمانی که در حالت فعال می باشند، دریافت نمی کند. در این مقاله، به طرح الگوی نقل و انتقال بسته های پخش همگانی کدگذاری شده (CAPF) برای ارتباطات یک بخشی و چندبخشی می پردازیم، به صورتی که وقفه کمتر شده و قابلیت اطمینان می تواند بهبود یابد. ما به طور نظری به تحلیل تاثیر احتمال فعال شدن گره و احتمالات از دست رفتن پیوند در ارتباط با وقفه بهم پیوسته و قابلیت اطمینان می پردازیم. رابطه جایگزین بین وقفه بهم پیوسته و قابلیت اطمینان نیز مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی اثبات می کند که CAPF ، مکانیسم انعطاف پذیری را برای سبک سنگین کردن قابلیت اطمینان- وقفه ایجاد کرده و برالی کاهش وقفه بهم پیوسته موثر بوده و قابلیت اطمینان را بالا می برد.

کلمات کلیدی: شبکه های مش بیسیم | پخش همگانی | پخش تکی | پخش چندگانه | کدگذاری

 

 

  1. مقدمه

اخیرا شبکه های مش بیسیم (WMNs) به عنوان فناوری امیدبخشی برای ایجاد خدمات شبکه پهنای باند ظاهر شده اند. در مقایسه با شبکه های مبتنی بر زیرساخت، WMNs دارای مزایایی همچون کاربرد آسان، طرح شبکه انعطاف پذیر، خود پیکره بندی و موارد دیگری می باشد. به دنبال افزایش پهنای باند کانال بی سیم و قابلیت محاسبه تجهیزات بی سیم، WMNs هم اکنون برای پشتیبانی از برنامه های کاربردی حساس به وقفه همانند پخش ویدئویی یا بازی های تعاملی مورد استفاده قرار می گیرد. چنین برنامه های کاربردی حساس به وقفه نیازمند این می باشند که محتوای داده به سمت گره مقصد در زمان مناسب توزیع شود.

تجهیزات بی سیم در WMNs، معمولا نیرویشان از طریق باتری تامین می شود، و به این ترتیب مصرف انرژی به عنوان مسئله مهمی می باشد، به ویژه زمانی که تجهیزات تجهیزات ساده تر همانند سنسورها و اسمارت فون ها به عنوان گره های مش مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان روش معمول برای صرفه جویی انرژی، زمان بندی حالت خواب (یعنی به حالت خواب در آوردن تجهیزات زمانی که مورد استفاده نمی باشند) در سطح گسترده ای ، برای نمونه در شبکه های سنسور بی سیم، DigiMesh ، یا زیگبی مبتنی بر WMN (شبکه های مش بی سیم) ، مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که برنامه ریزی حالت خواب می تواند در انرژی صرفه جویی کند، منجر به وقفه زیادی می گردد زیرا گره در مسیر نهایی نیاز به انتظار برای فعال شدن جهش بعدی قبل از انتقال می باشد. چنین وقفه برای برنامه های کاربردی حساس به وقفه غیر قابل تحمل می باشد. علاوه بر این شبکه های بی سیم معمولا غیر قابل اعتماد می باشند. و انتقال مجدد بسته ها برای افزایش اعتماد دارای تاثیر منفی بر روی تضمین وقفه ارتباطات به هم پیوسته می باشد. در مجموع کم شدن وقفه ارتباط به هم پیوسته و تضمین ارسال داده های موثق به عنوان دو چالش مهم متناقض در WMN می باشد.

تعداد صفحه:39

قیمت : 14300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود مقاله به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید