الگوریتم های کنترل توزیع شده برای تفکیک سیستم در شبکه های بسته ای بی سیم

Distributed Control Algorithms for Service Differentiation in Wireless Packet Networks

Abstract

This paper investigates differentiated services in wireless packet networks using a fully distributed approach that supports service differentiation, radio monitoring and admission control. Service differentiation is based on the IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF) originally designed to support best-effort data services. We extend the Distributed Coordination Function to provide service differentiation for delay sensitive and best-effort traffic. Two distributed estimation algorithms are proposed and analyzed. A Virtual MAC (VMAC) algorithm passively monitors the radio channel and estimates locally achievable service levels. The Virtual MAC estimates key MAC level statistics related to service quality such as delay, delay variation, packet collision and packet loss. We show the efficiency of the Virtual MAC algorithm and consider significantly overlapping cells and highly bursty traffic mixes. A Virtual Source (VS) algorithm utilizes the Virtual MAC to estimate application level service quality. The Virtual Source allows application parameters to be tuned in response to dynamic channel conditions based on “virtual delay curves”. We demonstrate through simulation that when these distributed virtual algorithms are applied to the admission control of the radio channel then a globally stable state can be maintained without the need for complex centralized radio resource management. Finally, we discuss a distributed service level management scheme that builds on the proposed algorithms to offer continuous service with handoff.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی                               269.89 KB

چکیده
این مقاله به بررسی سرویس های تفکیک شده در شبکه های بسته ای بی سیم با استفاده از راهکار کاملا توزیع شده می پردازد که از تفکیک سرویس، نظارت رادیویی و کنترل پذیرش پشتیبانی می کند. تفکیک سرویس بر پایه ی تابع هماهنگی توزیع شده ی (DCF) می باشد که در اصل برای پشتیبانی از سرویس های داده ای با ترافیک شبکه ی اولویت پایین طراحی شده است. تابع DCF را به منظور فراهم سازی تفکیک سرویس برای حساسیت تاخیر و ترافیک شبکه با اولویت پایین بسط می دهیم. دو الگوریتم ارزیابی توزیع شده پیشنهاد و آنالیز می شوند. الگوریتم MAC مجازی (VMAC) به صورت غیرفعال کانال رادیویی را نظارت می کند و به صورت محلی سطوح سرویس قابل دستیابی را ارزیابی می کند. MAC مجازی، آمارهای سطح MAC کلیدی مربوط به کیفیت سرویس مانند تاخیر، تغییر تاخیر، تصادم بسته و گم شدن بسته را مورد ارزیابی قرار می دهد. کارایی الگوریتم MAV مجازی را نشان می دهیم و سلول های همپوشانی مهم و ترکیب های ترافیک با انفجار بالا را در نظر می گیریم. الگوریتم مبدا مجازی (VS) از MAC مجازی برای ارزیابی کیفیت سرویس سطح کاربردی استفاده می کند. مبدا مجازی به پارامترهای کاربردی این امکان را می دهد تا در پاسخ به شرایط کانال داینامیک مبتنی بر منحنی های تاخیر مجازی تنظیم شوند. از طریق شبیه سازی نشان می دهیم که زمانیکه این الگوریتم های مجازی توزیع شده برای کنترل پذیرش کانال رادیو استفاده می شوند، در اینصورت وضعیت ثابت می تواند بدون نیاز برای مدیریت منبع رادیویی متمرکز پیچیده حفاظت شود. در نهایت، به بررسی طرح مدیریت سطح سرویس توزیع شده می پردازیم که بر پایه ی الگوریتم های پیشنهاد شده برای ارائه ی سرویس مداوم با کنترل ساخته می شود.

تعداد صفحات مقاله انگلیسی:9 صفحه
تعداد صفحات مقاله فارسی:28 صفحه