Dienstgüte in Wireless Mesh Networks

Wireless Mesh Networks sind neuartige drahtlose Netzwerke, die viele Vorteile versprechen. Durch Verwendung von Routingprotokollen ermöglichen sie die Vernetzung großer Gebiete mit einer Ausdehnung jenseits der direkten Funkreichweite. Allerdings bieten einfache Routingprotokolle keine Dienstgütegarantien bezüglich Latenz, Paketverlust oder Datenrate; diese können beliebig schlecht ausfallen. Für einige Anwendungen sind solche Garantien aber wünschenswert oder sogar notwendig. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Bereitstellung von Dienstgüte in WLAN-basierten Wireless Mesh Networks. Zunächst werden als primäre Ursachen für unzureichende Dienstgüte das Weiterleiten über ungeeignete Verbindungen und das Auftreten von Überlast identifiziert. Anschließend stellt die Arbeit Lösungen zur Vermeidung dieser Probleme vor. Um ungeeignete Verbindungen auszuschließen, wird eine Filterschicht vorgeschlagen, die diese identifiziert und für das Routing ausblendet. Überlastsituationen verhindert ein Reservierungsmechanismus für Datenströme. Drei Ansätze und entsprechende Protokolle werden hierfür vorgestellt, die sich durch unterschiedliche Vor- und Nachteile auszeichnen. Sie alle verhindern hohen Paketverlust durch Überlast und garantieren Ende-zu-Ende-Datenraten. Zusätzlich erlaubt eines der Protokolle die Einhaltung maximaler Latenzen. Die Funktionsweise der Protokolle wird erläutert und auf ausgewählte Details der Implementierung eingegangen. Analysen und Evaluationen mittels Simulation sowie Experimenten in realen Netzwerken belegen, dass die entwickelten Verfahren zur Bereitstellung von Dienstgüte in Wireless Mesh Networks geeignet sind.