LOSS NETWORK MODELS AND MULTIPLE METRIC PERFORMANCE SENSITIVITY ANALYSIS FOR MOBILE WIRELESS MULTI-HOP NETWORKS HOANG TUAN NHA DINH HONG THANH

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1 LOSS NETWORK MODELS AND MULTIPLE METRIC PERFORMANCE SENSITIVITY ANALYSIS FOR MOBILE WIRELESS MULTI-HOP NETWORKS GROUPE 4: LANG KHAC CHIEN HOANG TUAN NHA DINH HONG THANH

2 Plan de presentation Introduction Algorithme du point fixé Scenario de simulation Résultats Conclusion

3 INTRODUCTION

4 Modèle implicite de perte et AD Simple modèle approximatif de réseau de perte qui couple les couches physique, MAC et routage pour estimer le débit total du réseau Framework d'optimisation utilise Différentiation automatique (AD) pour analyse de sensitivité; applications pour la robustesse, pour maximiser le débit en fonction des paramètres de routage, etc. Extension substantielle en incluant le multi-chemins,

5 Motivation Les outils de simulation des paquets discrètes (ex. NS2, OPNET) pendent trop beaucoup de temps, voir pour un réseau simple, configuration et trafic léger Objectif: pour développer les modèles qui estiment la frontières prévisibles de performance Entrées: topologie du réseau (peut-être temps changeant), relations des voisins (conditions du canal), demande du trafic (paires de source-destination, taux des données, nombre des chemins)

6 Approche On définie deux ensembles des équations: Le première ensemble décrit le modèle spécifique MAC et PHY, on Le deuxième ensemble décrit les relation entre les flux et les paramètres Deux ensembles sont couplées itérativement, en le réseau entier, sur consistent Ensuite, on évalue les robustesse de la solution en utilisant AD AD fournit la dérive partielle de métrique de performance (débit total) en fonction des paramètres de désignation (ex. probabilité de routage) En utilisant ces dérives partielles avec la méthode de projection gradient, on résout pour les paramètres de désignation qui maximise le débit total.

7 Algorithme de point fixé

8 Modèle de réseau de perte et FPA Le modèle de réseau de perte [Baras et al, WiOpt08]: Considérer le cas général de multi-chemins avec un Le flux peut être non-saturé ou saturé On compte les indices de performance en utilisant la méthode FPA: débit total, le retard end-to-end des connexions

9 Modèle de réseau de perte et FPA(cont) Donne information du reseau: Topologie du réseau: G=(N,L) -destination (s,d) and le taux offered load) s pour chaque noeud s: Ensemble des chemins utilisees entree a - Chaque chemin p s, let p = fraction du trafic qui est routée via p:

10 Algorithme FPA Soit P i : ensemble des chemins qui traverse neud I Etant donné p un chemin dans P i : i,p PHY ou MAC I i,p E[T i,p i,p é Rapport explicite [Baras et al, WiOpt 08] existe entre E[T i,p ], p P i et i, p, p P i, i N

11 Algorithme FPA Itération de base: Commence de chaque source (pour chaque chemin) ou i,p donné i,p Pour compter m,p, E[T m,p Répéter le même procédure pour le hop suivant pour les équations, ex. un point fixé est obtenu On obtient m,p, E[T m,p

12 Paramètres de PHY/MAC Etape 1 : RTS/CTS envoyés Etape 2 : ACK et paquets de données envoyées i,p : Prob échec de PHY ou MAC (étapes 1, 2) I i,p : Prob de PHY (étape 2) l i,j étape 1 or 2) i,p : T i,p : é k i,p : le taux de service moyen du chemin p a i

13 k i, p i, p i, p ', if E( Tip, ') 1 (1 ) (1 ) m m i, p p' P i, p' i, p m (1 ip, ), otherwise i, p ' E( Tip, ') (1 ) m p' P ip, ' i i m : max nombre de paquets de transmission ressayes k E( T ) i, p i, p i, p E( T ) i i, p i, p p P i k

14 Components du temps (1) di,p: temps de transmission réussite du chemin p a i ui,p: temps moyen pour la transmission réussite du chemin p a i bi,p: temps moyen de back-off pour chemin p a i ci,p: temps moyen de la transmission échouée

15 Components du temps (2) Temps de service moyen: E( T ) 1 d b u c m i, p i, p i, p i, p i, p i, p Temps de transmission réussite: i, p i, p i, p i, p dip, TRTS TCTS TACK TP 3 SIFS Temps de back-off moyen: b m n i, p Wn i, p n 0 Temps moyen de la transmission non réussite: c z r w i, p i, p i, p i, p qip,

16 Modèle du réseau du point fixé Combiner le premier ensemble des équations données précédent avec le deuxièmes ensemble qui décrit la relation entre le flux Le FPA k 1 m hip,, P i, p i, p a chaque Et, on utilise le deuxième ensemble des équations pour compter le On répète le même procédure pour le hop successif. termine lors que un point fixe est obtenu

17 Ordonnace rigide et tendre USAP USAP - rigide: les liens sont prédéfini Les métriques: le débit total USAP- Les métriques: Le retard et le débit total Le temps de service moyen de chaque lien: Le temps de retard:

18 Désignation méthodologique

19 Différentiation automatique (AD) Objectif: maximiser le débit total en fonction de probabilité de routage projection

20 Scenario de simulation

21 Méthode pour scénario Designer et optimiser un plan de routage pour supporter le trafic dans le réseau: Trouver un taux soutenable opérationnel pour le trafic entre source-destination Maximiser le débit total du réseau Prévoir les déconnexion du réseau et connecter les grappes disjoints en utilisant une positon approprié des «Aerial plateform» Répondre les contraints de capacité des grappes APsol

22 Description du scenario entre 20-60mph en 500s 2 Aps: Vitesse de croisière: mph, seuil de service: 7620m

23 Sortie: Couche MAC: Random access Tous le débit total et le débit du plus mauvaise connexion sont augmentées avec le flux divisé obtenu par AD

24 Random access MAC layer: le retard Parce que plus bas débit implique plus contention et gros file Maximiser le débit total est aussi de réduire le retard moyen

25 RA MAC layer: Temps de retard de le plus mauvaise connexion Lors que «offered load» est augmente, le débit de la connexion le plus longue accroit a maximum et ensuit est tombées Si le réseau marche en région de capacité, donc le debit augmente Tandis que, «offered load» révèle, il y a plus de contention, alors, le débit se tombe

26 USAP Hard Scheduling Le accroissement du débit total avec flux divisé choisi par Gradient projection

27 Carried Load vs Offered Load: USAP Hard Scheduling Les débits totaux dans valeur maximale lors que «offered load» est augmenté

28 USAP Soft Scheduling : Throughput time serie Tous le débit total et le débit du plus mauvaise connexion sont augmentées avec le flux divisé obtenu par AD

29 Conclusion On a introduit une méthode numérique et un modèle pour la désignation et analyse de réseaux sans fil multi-hops Les couches de routage de MAC et PHY sont représentées avec un ensemble des équations inter pendante FPA est propose de trouver une solution consistant pour toutes équations et former un modèle implicite de point fixee pour la performance de réseau

30 Reference John S. Baras et al. Loss Network Models and Multiple Metric Performance Sensitivity Analysis for Mobile Wireless Multi-hop Networks. 2008

31 Merci de votre attention