RAAC: A bandwidth estimation technique for admission control in MANET

The widespread of wireless mobile network have increased the demand for its applications. Providing a reliable QoS in wireless medium, especially mobile ad-hoc network (MANET), is quite challenging and remains an ongoing research trend. One of the key issues of MANET is its inability to accurately predict the needed and available resources to avoid interference with already transmitting traffic flow. In this work, we propose a resource allocation and admission control (RAAC) solution. RAAC is an admission control scheme that estimates the available bandwidth needed within a network, using a robust and accurate resource estimation technique. Simulation results obtained show that our proposed scheme for MANET can efficiently estimate the available bandwidth and outperforms other existing approaches for admission control with bandwidth estimation

PENGARUH INTERFERENSI HIDDEN NODE TERHADAP MODEL PREDIKSI KETERSEDIAAN BANDWIDTH DI JARINGAN NIRKABEL

Ketersediaan bandwidth merupakan salah satu aspek penting untuk menjamin QoS dalam transmisi data, terutama pada jaringan nirkabel. Walaupun demikian, prediksi ketersediaan pada jaringan nirkabel masih sulit dilakukan karena medium transmisi dapat digunakan oleh beberapa node secara bersamaan. Selain itu jaringan nirkabel juga rentan terhadap pengaruh dari sinyal transmisi yang dihasilkan dari node lain, terutama hidden node. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan model prediksi ketersediaan bandwidth. Walaupun demikian, belum terdapat mekanisme terstandarisasi yang digunakan untuk mengevaluasi ketersediaan bandwidth pada jaringan nirkabel. Selain itu tingkat akurasi dari setiap model juga masih belum diketahui ketika diimplementasikan pada jaringan nirkabel, terutama dengan keberadaan hidden node. Oleh karena itu penelitian ini berupaya untuk menginvestigasi kinerja dari setiap model untuk memprediksi ketersediaan bandwidth pada jaringan nirkabel dengan interferensi hidden node. Model prediksi yang dibandingkan adalah Distributed Lagrange Interpolation Based Available Bandwidth Estimation (DLI-ABE), Cognitive Passive Estimation Of The Available Bandwidth (cPEAB),  Improved Available Bandwidth (IAB), dan Available Bandwidth Estimation (ABE). Percobaan dilakukan dalam skala simulasi yang dikembangkan menggunakan simulasi jaringan OMNet++. Hasil penelitian menunjukan bahwa model ABE memperoleh tingkat akurasi yang paling baik sebesar 85,25%

Bandwidth Estimation for Admission Control in MANET: Review and Conceptual MANET Admission Control Framework

The widespread of wireless mobile network have increased the demand for its applications. Providing a reliable QoS in wireless medium, especially mobile ad-hoc network (MANET), is quite challenging and remains an ongoing research trend. One of the key issues of MANET is its inability to accurately predict the needed and available resources to avoid interference with already transmitting traffic flow. In this work, we propose a resource allocation and admission control (RAAC) solution. RAAC is an admission control scheme that estimates the available bandwidth needed within a network, using a robust and accurate resource estimation technique. Simulation results obtained show that our proposed scheme for MANET can efficiently estimate the available bandwidth and outperforms other existing approaches for admission control with bandwidth estimation

A Remote Capacity Utilization Estimator for WLANs

In WLANs, the capacity of a node is not fixed and can vary dramatically due to the shared nature of the medium under the IEEE 802.11 MAC mechanism. There are two main methods of capacity estimation in WLANs: Active methods based upon probing packets that consume the bandwidth of the channel and do not scale well. Passive methods based upon analyzing the transmitted packets that avoid the overhead of transmitting probe packets and perform with greater accuracy. Furthermore, passive methods can be implemented locally or remotely. Local passive methods require an additional dissemination mechanism in order to communicate the capacity information to other network nodes which adds complexity and can be unreliable under adverse network conditions. On the other hand, remote passive methods do not require a dissemination mechanism and so can be simpler to implement and also do not suffer from communication reliability issues. Many applications (e.g. ANDSF etc) can benefit from utilizing this capacity information. Therefore, in this thesis we propose a new remote passive Capacity Utilization estimator performed by neighbour nodes. However, there will be an error associated with the measurements owing to the differences in the wireless medium as observed by the different nodes’ location. The main undertaking of this thesis is to address this issue. An error model is developed to analyse the main sources of error and to determine their impact on the accuracy of the estimator. Arising from this model, a number of modifications are implemented to improve the accuracy of the estimator. The network simulator ns2 is used to investigate the performance of the estimator and the results from a range of different test scenarios indicate its feasibility and accuracy as a passive remote method. Finally, the estimator is deployed in a node saturation detection scheme where it is shown to outperform two other similar schemes based upon queue observation and probing with ping packets

Contribution to design a communication framework for vehicular ad hoc networks in urban scenarios

The constant mobility of people, the growing need to be always connected, the large number of vehicles that nowadays can be found in the roads and the advances in technology make Vehicular Ad hoc Networks (VANETs) be a major area of research. Vehicular Ad hoc Networks are a special type of wireless Mobile Ad hoc Networks (MANETs), which allow a group of mobile nodes configure a temporary network and maintain it without the need of a fixed infrastructure. A vehicular network presents some specific characteristics, as the very high speed of nodes. Due to this high speed the topology changes are frequent and the communication links may last only a few seconds. Smart cities are now a reality and have a direct relationship with vehicular networks. With the help of existing infrastructure such as traffic lights, we propose a scheme to update and analyse traffic density and a warning system to spread alert messages. With this, traffic lights assist vehicular networks to take proper decisions. This would ensure less congested streets. It would also be possible that the routing protocol forwards data packets to vehicles on streets with enough neighbours to increase the possibility of delivering the packets to destination. Sharing updated, reliable and real-time information, about traffic conditions, weather or security alerts, increases the need of algorithms for the dissemination of information that take into account the main beneffits and constraints of these networks. For all this, routing protocols for vehicular networks have the difficult task to select and establish transmission links to send the data packets from source to destination through multiple nodes using intermediate vehicles efficiently. The main objective of this thesis is to provide improvements in the communication framework for vehicular networks to improve decisions to select next hops in the moment to send information, in this way improving the exchange of information to provide suitable communication to minimize accidents, reduce congestion, optimize resources for emergencies, etc. Also, we include intelligence to vehicles at the moment to take routing decisions. Making them map-aware, being conscious of the presence of buildings and other obstacles in urban environments. Furthermore, our proposal considers the decision to store packets for a maximum time until finding other neighbouring nodes to forward the packets before discarding them. For this, we propose a protocol that considers multiple metrics that we call MMMR (A Multimetric, Map-Aware Routing Protocol ). MMMR is a protocol based on geographical knowledge of the environment and vehicle location. The metrics considered are the distance, the density of vehicles in transmission range, the available bandwidth and the future trajectory of the neighbouring nodes. This allows us to have a complete view of the vehicular scenario to anticipate the driver about possible changes that may occur. Thus, a node can select a node among all its neighbours, which is the best option to increase the likelihood of successful packet delivery, minimizing time and offering a level of quality and service. In the same way, being aware of the increase of information in wireless environments, we analyse the possibility of offering anonymity services. We include a mechanism of anonymity in routing protocols based on the Crowd algorithm, which uses the idea of hiding the original source of a packet. This allowed us to add some level of anonymity on VANET routing protocols. The analytical modeling of the available bandwidth between nodes in a VANET, the use of city infrastructure in a smart way, the forwarding selection in data routing byvehicles and the provision of anonymity in communications, are issues that have been addressed in this PhD thesis. In our research work we provide contributions to improve the communication framework for Vehicular Ad hoc Networks obtaining benefits toenhance the everyday of the population.La movilidad constante de las personas y la creciente necesidad de estar conectados en todo momento ha hecho de las redes vehiculares un área cuyo interés ha ido en aumento. La gran cantidad de vehículos que hay en la actualidad, y los avances tecnológicos han hecho de las redes vehiculares (VANETS, Vehicular Ad hoc Networks) un gran campo de investigación. Las redes vehiculares son un tipo especial de redes móviles ad hoc inalámbricas, las cuales, al igual que las redes MANET (Mobile Ad hoc Networks), permiten a un grupo de nodos móviles tanto configurar como mantener una red temporal por si mismos sin la necesidad de una infraestructura fija. Las redes vehiculares presentan algunas características muy representativas, por ejemplo, la alta velocidad que pueden alcanzar los nodos, en este caso vehículos. Debido a esta alta velocidad la topología cambia frecuentemente y la duración de los enlaces de comunicación puede ser de unos pocos segundos. Estas redes tienen una amplia área de aplicación, pudiendo tener comunicación entre los mismos nodos (V2V) o entre los vehículos y una infraestructura fija (V2I). Uno de los principales desafíos existentes en las VANET es la seguridad vial donde el gobierno y fabricantes de automóviles han centrado principalmente sus esfuerzos. Gracias a la rápida evolución de las tecnologías de comunicación inalámbrica los investigadores han logrado introducir las redes vehiculares dentro de las comunicaciones diarias permitiendo una amplia variedad de servicios para ofrecer. Las ciudades inteligentes son ahora una realidad y tienen una relación directa con las redes vehiculares. Con la ayuda de la infraestructura existente, como semáforos, se propone un sistema de análisis de densidad de tráfico y mensajes de alerta. Con esto, los semáforos ayudan a la red vehicular en la toma de decisiones. Así se logrará disponer de calles menos congestionadas para hacer una circulación más fluida (lo cual disminuye la contaminación). Además, sería posible que el protocolo de encaminamiento de datos elija vehículos en calles con suficientes vecinos para incrementar la posibilidad de entregar los paquetes al destino (minimizando pérdidas de información). El compartir información actualizada, confiable y en tiempo real sobre el estado del tráfico, clima o alertas de seguridad, aumenta la necesidad de algoritmos de difusión de la información que consideren los principales beneficios y restricciones de estas redes. Así mismo, considerar servicios críticos que necesiten un nivel de calidad y servicio es otro desafío importante. Por todo esto, un protocolo de encaminamiento para este tipo de redes tiene la difícil tarea de seleccionar y establecer enlaces de transmisión para enviar los datos desde el origen hacia el destino vía múltiples nodos utilizando vehículos intermedios de una manera eficiente. El principal objetivo de esta tesis es ofrecer mejoras en los sistemas de comunicación vehicular que mejoren la toma de decisiones en el momento de realizar el envío de la información, con lo cual se mejora el intercambio de información para poder ofrecer comunicación oportuna que minimice accidentes, reduzca atascos, optimice los recursos destinados a emergencias, etc. Así mismo, incluimos más inteligencia a los coches en el momento de tomar decisiones de encaminamiento de paquetes. Haciéndolos conscientes de la presencia de edificios y otros obstáculos en los entornos urbanos. Así como tomar la decisión de guardar paquetes durante un tiempo máximo de modo que se encuentre otros nodos vecinos para encaminar paquetes de información antes de descartarlo. Para esto, proponemos un protocolo basado en múltiples métricas (MMMR, A Multimetric, Map-aware Routing Protocol ) que es un protocolo geográfio basado en el conocimiento del entorno y localización de los vehículos. Las métricas consideradas son la distancia, la densidad de vehículos en el área de transmisión, el ancho de banda disponible y la trayectoria futura de los nodos vecinos. Esto nos permite tener una visión completa del escenario vehicular y anticiparnos a los posibles cambios que puedan suceder. Así, un nodo podrá seleccionar aquel nodo entre todos sus vecinos posibles que sea la mejor opción para incrementar la posibilidad de entrega exitosa de paquetes, minimizando tiempos y ofreciendo un cierto nivel de calidad y servicio. De la misma manera, conscientes del incremento de información que circula por medios inalámbricos, se analizó la posibilidad de servicios de anonimato. Incluimos pues un mecanismo de anonimato en protocolos de encaminamiento basado en el algoritmo Crowd, que se basa en la idea de ocultar la fuente original de un paquete. Esto nos permitió añadir cierto nivel de anonimato que pueden ofrecer los protocolos de encaminamiento. El modelado analítico del ancho de banda disponible entre nodos de una VANET, el uso de la infraestructura de la ciudad de una manera inteligente, la adecuada toma de decisiones de encaminamiento de datos por parte de los vehículos y la disposición de anonimato en las comunicaciones, son problemas que han sido abordados en este trabajo de tesis doctoral que ofrece contribuciones a la mejora de las comunicaciones en redes vehiculares en entornos urbanos aportando beneficios en el desarrollo de la vida diaria de la población

Mobile Ad-Hoc Networks

Being infrastructure-less and without central administration control, wireless ad-hoc networking is playing a more and more important role in extending the coverage of traditional wireless infrastructure (cellular networks, wireless LAN, etc). This book includes state-of-the-art techniques and solutions for wireless ad-hoc networks. It focuses on the following topics in ad-hoc networks: quality-of-service and video communication, routing protocol and cross-layer design. A few interesting problems about security and delay-tolerant networks are also discussed. This book is targeted to provide network engineers and researchers with design guidelines for large scale wireless ad hoc networks