Μελέτη Και Προσομοίωση Πρωτόκολλου Πολλαπλής Πρόσβασης Μέσου Διαίρεσης Χρόνου Σε Ασύρματα Αδόμητα Δίκτυα

Abstract

Τα ασύρματα δίκτυα είναι από τους πιο δημοφιλείς τύπους δικτύων των τελευταίων χρόνων. Εφαρμογές όπως η κινητή τηλεφωνία, τα ασύρματα τοπικά δίκτυα (WLANs), οι δορυφορικές επικοινωνίες κ.α. αποτελούν στοιχείο της καθημερινότητας ολοένα και περισσότερων ανθρώπων. Ένας παράγοντας που αποτελεί τροχοπέδη στην ανάπτυξη των κλάδων αυτών είναι η εξάρτησή τους από την υποδομή. Οι σύγχρονες εφαρμογές απαιτούν την άμεση εγκατάσταση ασύρματων δικτύων χωρίς να γίνεται χρήση οποιασδήποτε προϋπάρχουσας υποδομής (πεδία μάχης, περιοχές που έχουν πληγεί από έντονα φυσικά φαινόμενα, δίκτυα αισθητήρων κ.α.). Την ανάγκη εγκατάστασης ασύρματων δικτύων καλύπτουν τα ασύρματα αδόμητα (ad hoc) δίκτυα. Τα ad hoc δίκτυα επιτρέπουν σε τερματικά να σχηματίζουν ένα δίκτυο χωρίς καμία υποδομή πέραν του ατομικού τους πομποδέκτη. Όπως σε όλα τα δίκτυα εκπομπής, έτσι και στα ad hoc δίκτυα οι κόμβοι μοιράζονται το ίδιο κανάλι για τη μετάδοση δεδομένων. Το πώς και το πότε θα γίνεται η πρόσβαση των κόμβων στο δίκτυο καθορίζεται από το πρωτόκολλο Ελέγχου Πρόσβασης Μέσου (Medium Access Control, MAC). Λόγω των ιδαιτεροτήτων που παρουσιάζει ένα ad hoc δίκτυο (μειωμένη ενεργειακή αυτονομία κόμβων, κινητικότητα, συχνή αλλαγή τοπολογίας κ.α.), η επιλογή του πρωτόκολλου MAC αποτελεί αποφασιστικής σημασίας παράγοντα για τη λειτουργία του δικτύου. Σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι η μελέτη και η προσομοίωση πρωτόκολλου πολλαπλής πρόσβασης μέσου διαίρεσης χρόνου για ad hoc δίκτυα. Συγκεκριμένα, μελετάται το πρωτόκολλο πολλαπλής πρόσβασης μέσου με διαίρεση χρόνου (TDMA) στο οποίο ο προγραμματισμός εκπομπής στις χρονοθυρίδες βασίζεται στον αλγόριθμο των Chlamtac και Farago. Αρχικά (κεφάλαιο 1), γίνεται μια περιληπτική περιγραφή των ad hoc δικτύων (χρησιμοποιούμενες αρχιτεκτονικές, περιγραφή κατώτερων στρωμάτων και ανάλυση των σημαντικότερων πρωτόκολλων). Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται σε θέματα εξοικονόμησης ενέργειας και σε πρωτόκολλα που βοηθούν στην παράταση ζωής ad hoc δικτύων. Στη συνέχεια (κεφάλαιο 2), γίνεται αναφορά στις σημαντικότερες κατηγορίες πρωτόκολλων MAC και αναλυτική παρουσίαση των σημαντικότερων από αυτά. Στο επόμενο κεφάλαιο (κεφάλαιο 3), γίνεται μια γενική περιγραφή της θεωρίας Galois, εργαλείο απαραίτητο για την υλοποίηση του πρωτόκολλου των Chlamtac και Farago. Στο κεφάλαιο 4, γίνεται η αλγοριθμική περιγραφή του μοντέλου διαδικασίας που υλοποιεί το πρωτόκολλο. Τέλος (κεφάλαιο 5), γίνεται η προσομοίωση του μοντέλου διαδικασίας και η εξαγωγή συμπερασμάτων.