Design und Management selbstorganisierender drahtloser Backbone-Netzwerke

Heiko Kopp

ISBN 978-3-8325-2207-0
270 Seiten, Erscheinungsjahr: 2009
Preis: 39.00 €
Design und Management selbstorganisierender drahtloser Backbone-Netzwerke

Mit der Entwicklung drahtloser Kommunikationstechnologien, forciert durch die mobile Telekommunikation entsteht ein immer größeres Bedürfnis nacheiner allgegenwärtigen Anbindung, um immer und überall auf Informationen zugreifen zu können. Drahtlose Netzwerke schaffen hier eine noch nie da gewesene Freiheit und Mobilität für Nutzer von Laptops oder PDAs, ohne die ansonsten notwendige Verkabelung am Arbeitsplatz. Zusätzlich erlauben sie die Realisierung eines Zugangs zum Internet in auch heute noch größtenteils unversorgten ländlichen Gebieten, in denen drahtgebundene Lösungen unwirtschaftlich oder nicht realisierbar erscheinen.

Die vorliegende Arbeit untersucht und erweitert den momentanen Stand der Forschung im Bereich der formalen Modellierung drahtloser Backbone-Netzwerke als Rückgrat einer hierarchisch angeordneten Netzwerkinfrastruktur. Mechanismen zur selbstständigen Organisation drahtloser Backbone-Netzwerke stehen dabei im Fokus und ermöglichen die Planung und den Betrieb adaptiver und selbstständige agierender Netze trotz komplexer physikalischer Eigenschaften der Umgebung. In der Konzipierung und Implementierung einer Referenzarchitektur, genannt Wireless Selforganizing Mesh Network (WiSoNet) unter Verwendung der Technologien WiMAX und WLAN, aufbauend auf dem Modell drahtloser Backbones, zeigt die Arbeit den Praxisbezug und überprüft Effizienz und Skalierbarkeit anschließend in Simulationen und praktischen Messungen erarbeiteter Algorithmen.

The development of wireless communication technologies pushed by mobile communication services leads to an increasing demand of ubiquitous access to information. Here, wireless networks achieve a new freedom allowing mobility for users of laptops or PDAs and eliminating the need for wiring. Additionally, these networks make it possible to provide internet access in urban areas, where wired solutions have proven inefficient or simply impossible to realize.

This thesis evaluates and increases the current research in the field of formal models used to describe wireless networks. It characterizes the function of common backbone networks, as a base of hierarchical networks. The insights gained are used within a formal model of structure and behaviour for the subset of wireless backbone networks. Here mechanisms to reduce configuration and operation expenses are crucial, and receive priority within the proposed model. The integration of self-organizing mechanisms allows for the design of highly flexible and agile networks, even while facing more complex physical scenarios. A concept and implementation of a reference architecture named Wireless Self-organizing Mesh Network (WiSoNet) utilizing WiMAX and WLAN, and based on the proposed model, prove its practical relevance. Simulations, and a testbed implementation provide results in the efficiency and scalability of implemented algorithms.