Гривас А.А.

Черкаський державний технологічний університет

Розробка методу маршутизації в бездротовій мережі на базі технології LTE

Мета роботи – вивчити методи маршрутизації в безпровідних мережах і, на їх основі, розробити покращуваний метод.

У майбутньому десятилітті розвиток мереж мобільного зв'язку піде по шляху розширення смуги пропускання, спрощення архітектури, що достатньою мірою задовольнить різні потреби в зв'язку. Технологія LTE пропонує один з варіантів реалізації розвитку мереж зв'язку.

3GPP Long Term Evolution (LTE) - протокол передачі даних. 3gpp є стандартом по вдосконаленню технологій CDMA, UMTS. Сеанс передачі даних, ініційований в зоні покриття LTE, технічно може бути переданий, без розриву, в мережу 3G (W-CDMA, CDMA2000) або в GSM/GPRS/EDGE. Таким чином, розвивати мережу LTE можливо на вже існуючих мережах як операторів GSM, так і опреаторів CDMA.

У системі базових станцій, на основі LTE, залишився лише один елемент – базова станція, яка отримала назву enodeb. Цей елемент виконує функції і базової станції, і контролера базових станцій мережі LTE. За рахунок цього спрощується розширення мережі, оскільки не потрібне розширення ємкості контролерів або додавання нових. Технологія LTE досить молода, тому рівень функціональної вузлів enodeb на фізичному рівні, низька. Специфікація 3gpp TS 36.104 визначає вимірювані параметри гранично допустимих значень.

Маршрутизація в без провідних мережах має свої особливості. «Вузьким місцем» тут зазвичай є фіксована інфраструктура з її обмеженнями на передачу трафіку між користувачами. У такому разі мобільні пристрої повинні функціонувати в автономному режимі, самостійно проводячи встановлення зв'язку з іншими вузлами мережі, тим самим виконуючи деякі функції маршрутизатора. Ускладнення їх роботи обумовлено характером розглянутих мною мереж, де вузли-користувачі можуть коли завгодно змінювати своє місце розташування, тим самим постійно змінюючи топологію і спілкуючись між собою без створення яких-небудь певних стаціонарних шляхів передачі даних. Такі мережі носять назву MANET (mobile ad hoc networks). В цьому випадку вузли повинні співпрацювати для забезпечення якісної маршрутизації, на відміну від традиційних WLAN, де абонентське устаткування централізовано керується точками доступу.

Протоколи маршрутизації MANET діляться на три групи: проактивні (tabledriven/proactive routing protocols), реактивні (on-demand/reactive routing protocols), змішані.

Особливість першої групи в тому, що вузли мережі постійно збирають і оновлюють інформацію про її стан, обмінюючись нею з сусідами. Проактивні протоколи вимагають від вузла введення таблиць маршрутизації, де вказані маршрути, які дозволяють досягти будь-якого абонента мережі. У зв'язку з цим всі зміни в топології мережі поширюються на всю мережу.

Особливість другої групи в тому, що вузол шукає шлях до пункту призначення лише при виникненні необхідності. Для цього існують дві основні операції: пошук маршруту і підтримка маршруту. Коли вузол має намір встановити зв'язок і починає створювати маршрут, інформацію про доступні канали він отримує по запитах. Для підтримки інформації про маршрути, вузли повинні реагувати на зміни в топології мережі.

До третьої групи відносять протоколи маршрутизації де об’єднані дві попередні групи.

В даній роботі пропонується оптимізований варіант - алгоритм альтернативної маршрутизації, розроблений на основі існуючих рішень. Він використовує принципи побудови найкоротших шляхів, які застосовуються в алгоритмах Дейкстрі і Беллмана-Форда, теорії множин.

При вивчені методу маршрутизації в без провідних мережах потрібно врахувати, що топологія мережі (для i-го моменту часу) зазвичай описується графом. Оскільки при передачі даних буде використовуватися механізм підтвердження зв'язку між вузлами (вершинами графа). Також кожен з графів який характеризується пропускною спроможністю (якістю зв'язку) і способом доступу, залежно від якого, можна віднести до одного з трьох типів (виділений канал, канал що розділяється, канал загального типа), накладає відповідні умови, які потрібно враховувати при розрахунках.

В результаті вивчення методів маршрутизації в без провідних мережах на базі LTE технології, запропоновано метод який є найбільш оптимальним, за певних умов, при використанні критеріїв якості, результати наступних параметрів:

1. Найбільш раціональне використання каналів.

2. Дотримання вимог до параметрів мережевої передачі даних.

3. Працездатність при максимальному навантаженні на один сектор мережі.

Література:

1. Cisco Press. - «Принципы маршрутизации» 2010 - 404 стр.

2. Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. - «Связь и бизнес» 2002 - 592 стр

3. Topical Evolution Paths of Mobile Multimedia Services by students of Helsinki University of Technology[Электронный ресурс] / Proceedings of the Research Seminar on Telecommunications Business, spring 2007

Источник: http://www.tml.tkk.fi/Opinnot/T-.7510/2007/Proceedings_2007.pdf