Autori: Jevtović Milojko, Veličković Zoran
Strana: 102
► Ostali detalji

UVOD

Narasle potrebe korisnika za novim uslugama bežičnih mreža, a posebno za mobilnim multimedijalnim komunikacijama, nametnule su razvoj nove generacije mobilnih bežičnih mreža. Postojeća mrežna komunikaciona infrastruktura, zasnovana na sedmoslojnoj OSI (engl. Open Systems Interconnection) arhitekturi komunikacionih protokola, stara preko 30 godina, ne obezbeđuje kvalitetna rešenja za pružanje usluga korisnicima nove generacije mobilnih multimedijalnih mreža (mobilne ad hoc računarske mreže, senzorske mreže, satelitske mreže na niskim i srednjim orbitama kao i druge slične mobilne mreže).

Multimedijalne aplikacije postavljaju veoma stroge zahteve za kvalitet usluga QoS (engL Quality of Service), koji se ne mogu obezbediti oslanjanjem na tradicionalnu OSI arhitekturu prolokola. Ovo je posebno značajno izraženo kod aplikacija koje imaju mobilno mrežno okruženje. Kruta slojevita organizacija OSI arhitektura steka protokola nije dovoljno fleksibilna da bi se na odgovarajući način mogla prilagoditi dinamici mrežnog okruženja. Za razliku od protokola korišćenih kod stacionamih žičnih, odnosno kablovskih (bakarih, optičkih) mreža, protokoli mobilnih mreža moraju da reše probleme koji nastaju usled: promenljivih karakteristika prenosnog medijuma, mobilnosti čvorova, promenljive konfigiracije zemljišta i dimenzije mreža.

Veoma važna aplikacija mohilnih mrežnih komunikacionih tehnologija je našla primenu u bežičnim računarskim mrežama, ad hoc računarskim mrežama, a posebno u bezičnim senzorskim mrežama (engl. Wireless Sensor Network - WSN). Pored pomenutih komunikacionih zahteva, WSN ad hoc mreže postavljaju dodatne zahteve u vezi optimizacije potrošnje električne energije. QoS zahtevi ovog tipa nisu bili postavljani prilikom dizajniranja slojevi tog OSI steka protokola u žičnim komunikacijama. Ovo je osnovni razlog što su mogućnosti realizacije postavljenih QoS zahteva u standardnoj OSI arhitekluri protokola veoma ograničene. Optimizacija parametara protokola na jednom sloju steka ne može obezbediti zadovoljenje zahteva. Za potpuno zadovoljenje QoS zahteva neophodno je izvršiti optimizaciju mrežnih parametara svih OSI slojeva. Međutim, standardni slojevi OSi stek protokola ne obezbeđuju mehanizme za proizvoljnu međuslojnu komunikaciju. Potpuno redefinisanje slojeva OSI mrežne arhitekture u cilju obezbeđenja proizvoljne međuslojne komunikacije nije prihvatljivo zbog toga što bi to izazvalo velike poteškoće u primeni.

Osnovni istraživački zadatak koji se ovde postavlja je kako obezbediti međuslojnu interakcij u, a da se pri tome ne naruši slojevita OSI arhitektura.

Rešenje prethodno navedenog problema leži u primeni takozvane ahitekture prepletenih slojeva (engl. Cross-Layer Architecture - CLA). Protokoli sa prepletenim slojevima (engl. Cross-layer Protocols) obezbeđuju kompatibilnost sa OSI strukturom i donose zadovoljenje novih QoS zahteva. Obezbeđenje optimalne strategije komuniciranja primenom CLP-a uz postavljene QoS zahteve je ključni problem koji je tretiran u ovoj knjizi. Pored ostalog, istražene su perfonnanse, komparativne prednosti i perspektive novih CL (engl. Cross-Layer) algoritama.



SADRŽAJ

UVOD, 1

1. DEFINICIJA I KONCEPCIJA PROTOKOLA PREPLETENIH SLOJEVA, 2
1.1. Definicija protokola prepletenih slojeva, 2
1.2. Koncepcija i principi projektovanja, 3
1.3. Osvrt na funkcinalne slojeve ISO OSI modela, 5
1.4. Povratne informacije i njihovo korišćenje, 7
1.5. Primene u mobilnim telekomunikacionim mrežama, 9
1.6. Cognitivni radio i cross-layer optimizacija, 14

2. MATEMATIČKE OSNOVE OPTlMIZACIJE PROTOKOLA PREPLETENIH SLOJEVA, 21
2.1 Osnovni pojmovi i tehnike optimizacije, 21
2.2. Opšta formulacija optimizacionog problema, 22
2.3. Klase optimizacionih problema, 23

3. MREŽNI CL OPTIMIZAClONl PROBLEMI, 30
3.1 . Raspodela mrežnih resursa, 30
3.2. Standardni NUM problem, 32
3.3. Markovljev proces odlučivanja - MDP, 39
3.4. Metode optimizacije algoritama prepletenih slojeva, 47

4. OPTlMlZACIJA U BEŽIČNIM MREŽAMA, 50
4.1 Model jednostavne ad hoc mreže, 50
4.2. Optimizacioni model ad hoc mreže, 51
4.3. Optimizacioni problem u jednostavnoj ad hoc mreži, 55

5. PRIMENA OPTIMlZACIJE PROTOKOLA PREPLETENIH SLOJEVA U CELULARNOJ MOBILNOJ MREŽI, 60
5.1. Bežični komunikacioni sistem sa jednom aktivnom vezom, 60
5.2 Optimizacija mrežnog protoka uz ograničenje srednje vrednosti predajne snage bežičnog predajnika, 67
5.3. Uticaj tipa fedinga i BER-a na strukturu optimalne politike, 71

6. PROTOKOLI PREPLETENIH SLOJEVA I KVALITET USLUGA DIGITALNIH MREŽA, 76
6.1. Definicije i standardi kvaliteta usluga u digitalnim telekomunikacijama, 76
6.2. Ključni parametri QoS koji utiču na ocenu kvaliteta usluga od strane korisnika, 77
6.3. Performanse kvaliteta za različite medijume i korisničke aplikacije, 78
6.4. Preslikavanje zahtevanih performansi na kategorije kvaliteta usluga, 80
6.5. Preporuka ITU-T Y.1450, 84
6.6. Tehnički izveštaj ETSI ETR 003, 84

7. OPTIMIZACIJA PROTOKOLA U APL1KACIONOM SLOJU, 86
7.1. Potrebe za adaptacijom i optimizacijom protokola kvaliteta usluga, 86
7.2. Adaptacija QoS protokola aplikacionog sloja, 86
7.3. Optimizacija i adaptacija aplikacionog QoS-a mobilnih digitalnih mreža, 89
7.4. Potrebe za adaptacijom aplikacionog QoS-a u mobilnim digitalnim mrežama i mobilnim terminalima, 90

LITERATURA, 93
PRlLOZI, 100
Prilog 1. Spisak skraćenica, 100