透過無線通訊技術協同合作改善網路下載頻寬

Abstract

近年來，越來越多種的無線存取技術被提出且應用在實際生活中。我們生活週遭充滿了各式各樣的無線訊號，包括WWANs (WCDMA、HSDPA)、WMANs (WiMAX)、WLANs (IEEE 802.11x)等等，各種技術有各自的涵蓋範圍、傳輸速率、及使用者。而手持裝置的連線方式也越來越多元化，像是智慧型手機或是小筆電，一台機器能同時擁有兩種以上的無線介面，最常見的就是同時擁有3G及Wifi兩種介面。 但有時使用者自己的連線速度低下或甚至沒有網路連線能力，為了改進使用者的連線速度，我們提出了一個協力型的合作網路架構，透過無線隨意網路的傳輸，來整合各種不同的網路技術以改進使用端的效能。整合各種不同網路技術在每個layer都充滿挑戰性，其中最困難的便是在網路層，因此我們的研究主軸便在設計路由協定。我們提出了兩種協定： ․SNG：主動式路由協定，適用在停止時及較為靜態的網路。 ․RSNG：反應式路由協定，適用於移動中及較為動態的網路。 使用者在沒有資料要傳輸時，便蒐集附近網路的資訊。當自己的連線速度不足時，便啟動我們的路由協定來尋求代理伺服器的幫助。根據之前蒐集好的網路資訊，利用線性最佳化來計算出能提供最好下傳速度的代理伺服器及傳輸路徑。 兩種協定不同的地方在於：主動式的SNG在平常時就已經蒐集好整個網路資訊，當需要尋找代理伺服器時便基於蒐集好的資訊來計算每個可以成為代理伺服器的節點所能提供的下載速度，直接找到最好的代理及路徑；而反應式的RSNG平常只蒐集一個hop的資訊，要啟動時再發出RREQ來尋找，接收到RREQ的其他裝置會依據設計好的演算法及線性最佳化模組所得出的數值，來判斷是否已經找到最好的代理及路徑。 基於我們設計好的兩種路由協定，使用者可以根據自身環境狀態來選擇合適的方法，實驗模擬的結果也證實我們的路由協定可以幫助使用者達到最好的下傳速度。

Integrating heterogeneous wireless technologies involves various technological challenges at all layers of the protocol stack. Designing at the network layer is perhaps the most critical, while the most challenging for different capabilities and functionalities of various wireless access models should be all taken into account in a unified routing process. In this paper, considering downloading traffic from the Internet, we propose a synergized framework (SF), consisting of heterogeneous wireless platforms, multi-mode (multi-interface) mobile and fixed wireless hosts capable of operating over multiple orthogonal (non-overlapping) radio channels, to realize better downloading experiences for users via cooperation between different wireless technologies. An SNG (SyNerGized) routing protocol is devised to enable the proposed framework. Given perceived network information, SNG performs computations based on linear formulations, and obtains an optimized route for packet delivery. To adapt to network dynamics, a reactive version of SNG, entitled RSNG (Reactive SyNerGized) routing protocol, is proposed to alleviate the network from constantly keeping track of link capacities within a certain scope of neighborhood. Our main objective is to improve effective user downloading throughput via the cooperative (synergized) communication model and its corresponding routing mechanisms. Simulation results demonstrate the benefits brought by the unified architecture and corroborate the efficacy of the proposed routing techniques.