Modeling Routing Overhead Generated by Wireless Proactive Routing Protocols

In this paper, we present a detailed framework consisting of modeling of routing overhead generated by three widely used proactive routing protocols; Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV), Fish-eye State Routing (FSR) and Optimized Link State Routing (OLSR). The questions like, how these protocols differ from each other on the basis of implementing different routing strategies, how neighbor estimation errors affect broadcast of route requests, how reduction of broadcast overhead achieves bandwidth, how to cope with the problem of mobility and density, etc, are attempted to respond. In all of the above mentioned situations, routing overhead and delay generated by the chosen protocols can exactly be calculated from our modeled equations. Finally, we analyze the performance of selected routing protocols using our proposed framework in NS-2 by considering different performance parameters; Route REQuest (RREQ) packet generation, End-to-End Delay (E2ED) and Normalized Routing Load (NRL) with respect to varying rates of mobility and density of nodes in the underlying wireless network

Identifying Design Requirements for Wireless Routing Link Metrics

In this paper, we identify and analyze the requirements to design a new routing link metric for wireless multihop networks. Considering these requirements, when a link metric is proposed, then both the design and implementation of the link metric with a routing protocol become easy. Secondly, the underlying network issues can easily be tackled. Thirdly, an appreciable performance of the network is guaranteed. Along with the existing implementation of three link metrics Expected Transmission Count (ETX), Minimum Delay (MD), and Minimum Loss (ML), we implement inverse ETX; invETX with Optimized Link State Routing (OLSR) using NS-2.34. The simulation results show that how the computational burden of a metric degrades the performance of the respective protocol and how a metric has to trade-off between different performance parameters

Analyse et conception des métriques de qualité de liens et routage dans les réseaux sans fil

Les travaux de recherche menés dans le cadre de cette thèse concernent l'amélioration du débit et de la qualité de service dans les réseaux sans fil basés sur les standards de la famille 802.11. Des simulations exhaustives ont été menées pour l'analyse et l'évaluation des performances des protocoles de routages réactifs AODV, DSR et DYMO ainsi que des protocoles de routage proactifs DSDV, FSR et OLSR. Plusieurs paramètres ont été considérés comme la mobilité des noeuds la charge du réseau et la mise à l'échelle. Nous pouvons observer que la métrique de qualité de lien est un paramètre important dans toute stratégie de routage. L'objectif du présent travail est de proposer une analyse comparative des différents protocoles de routage, basée sur les métriques de qualité de lien et de proposer une nouvelle métrique permettant d'améliorer le routage en termes de routage et de délai bout-en-bout. Dans la disparité des métriques proposées dans la littéraire, la métrique ETX (Expected Transmission Count) a été largement utilisée. Aussi, nous focaliserons, principalement, sur les métriques basées sur ETX. Notre constatation est que les besoins en termes de qualité de service dans les réseaux sans fil multi-saut, sont affecté entre autre par le protocole de routage adopté et la métrique de lien utilisée. Cependant, ceci est aussi strictement lié à la qualité des canaux de communication au niveau physique et l'état des files d'attente au niveau MAC. Aussi, une nouvelle métrique de qualité de lien est proposée, basée sur ETX et appelée IBETX (Interference and Bandwidth Adjusted ETX). Cette nouvelle métrique prend en considération les effets de l'interférence et de l'impact de l'état de la couche MAC sur les performances des liens de communication. Des simulations ont été conduites sous NS-2 afin de montrer l'intérêt de la métrique utilisée. Ainsi IBETX améliore le débit efficace de 19% par rapport à ETX et de 10% par rapport à ETP (Expected Throughput). Par ailleurs, la métrique proposée réduit le délai bout en bout de 16% par rapport à ELP ( Expected Link Performance) et de 24% par à ETXThis dissertation endeavors to contribute enhancements in goodputsof the IEEE 802.11-based Wireless Multi-hop Networks (WMhNs).By performing exhaustive simulations, for the deep analysis and detailed assessment of both reactive (AODV, DSR, DYMO) and proactive (DSDV, FSR, OLSR) protocols for varying mobilities, speeds, network loads and scalabilities, it is observed that a routing link metric is a significant component of a routing protocol. In addition to finding all available paths, the fastest end-to-end route is selected by a link metric for the routing protocol. This study aims the quality routing. In the class of quality link metrics, Expected Transmission Count (ETX) is extensively used. Thus, the most recently proposed ETX-based metrics have been analyzed. Though, newly developed metrics over perform ETX but still they can be improved. By profound analysis and particularized comparison of routing protocols depending upon their classes (reactive and proactive) and ETX-based metrics, we come to realize that users always demand proficient networks. In fact, WMhNs are facing several troubles which they expect to be resolved by the routing protocol operating them. Consequently, the protocol depends upon the link metric for providing quality paths. So, we identify and analyze the requirements to design a new routing link metric for WMhNs. Because, considering these requirements, when a link metric is proposed, then : firstly, both the design and implementation of the link metric with a routing protocol become easy. Secondly, the underlying network issues can easily be tackled. Thirdly, an appreciable performance of the network is guaranteed. Keeping in view the issues of WMhNs, increasing demands of users and capabilities of routing protocols, we propose and implement a new quality link metric, Interference and Bandwidth Adjusted ETX (IBETX). As, MAC layer affects the link performance and consequently the route quality, the metric therefore, tackles the issue by achieving twofold MAC-awareness. Firstly, interference is calculated using cross-layered approach by sending probes to MAC layer. Secondly, the nominal bit rate information is provided to all nodes in the same contention domain by considering the bandwidth sharing mechanism of 802.11. Like ETX, our metric also calculates link delivery ratios that directly affect throughput and selects those routes that bypass dense regions in the network. Simulation results by NS-2 show that IBETX gives 19% higher through put than ETX and 10% higher than Expected Throughput (ETP). Our metric also succeeds to reduce average end-to-end delay up to 16% less than Expected Link Performance (ELP) and 24% less than ET

Analyse et conception des métriques de qualité de liens et routage dans les réseaux sans fil

Les travaux de recherche menés dans le cadre de cette thèse concernent l'amélioration du débit et de la qualité de service dans les réseaux sans fil basés sur les standards de la famille 802.11. Des simulations exhaustives ont été menées pour l'analyse et l'évaluation des performances des protocoles de routages réactifs AODV, DSR et DYMO ainsi que des protocoles de routage proactifs DSDV, FSR et OLSR. Plusieurs paramètres ont été considérés comme la mobilité des noeuds la charge du réseau et la mise à l'échelle. Nous pouvons observer que la métrique de qualité de lien est un paramètre important dans toute stratégie de routage. L'objectif du présent travail est de proposer une analyse comparative des différents protocoles de routage, basée sur les métriques de qualité de lien et de proposer une nouvelle métrique permettant d'améliorer le routage en termes de routage et de délai bout-en-bout. Dans la disparité des métriques proposées dans la littéraire, la métrique ETX (Expected Transmission Count) a été largement utilisée. Aussi, nous focaliserons, principalement, sur les métriques basées sur ETX. Notre constatation est que les besoins en termes de qualité de service dans les réseaux sans fil multi-saut, sont affecté entre autre par le protocole de routage adopté et la métrique de lien utilisée. Cependant, ceci est aussi strictement lié à la qualité des canaux de communication au niveau physique et l'état des files d'attente au niveau MAC. Aussi, une nouvelle métrique de qualité de lien est proposée, basée sur ETX et appelée IBETX (Interference and Bandwidth Adjusted ETX). Cette nouvelle métrique prend en considération les effets de l'interférence et de l'impact de l'état de la couche MAC sur les performances des liens de communication. Des simulations ont été conduites sous NS-2 afin de montrer l'intérêt de la métrique utilisée. Ainsi IBETX améliore le débit efficace de 19% par rapport à ETX et de 10% par rapport à ETP (Expected Throughput). Par ailleurs, la métrique proposée réduit le délai bout en bout de 16% par rapport à ELP ( Expected Link Performance) et de 24% par à ETXThis dissertation endeavors to contribute enhancements in goodputsof the IEEE 802.11-based Wireless Multi-hop Networks (WMhNs).By performing exhaustive simulations, for the deep analysis and detailed assessment of both reactive (AODV, DSR, DYMO) and proactive (DSDV, FSR, OLSR) protocols for varying mobilities, speeds, network loads and scalabilities, it is observed that a routing link metric is a significant component of a routing protocol. In addition to finding all available paths, the fastest end-to-end route is selected by a link metric for the routing protocol. This study aims the quality routing. In the class of quality link metrics, Expected Transmission Count (ETX) is extensively used. Thus, the most recently proposed ETX-based metrics have been analyzed. Though, newly developed metrics over perform ETX but still they can be improved. By profound analysis and particularized comparison of routing protocols depending upon their classes (reactive and proactive) and ETX-based metrics, we come to realize that users always demand proficient networks. In fact, WMhNs are facing several troubles which they expect to be resolved by the routing protocol operating them. Consequently, the protocol depends upon the link metric for providing quality paths. So, we identify and analyze the requirements to design a new routing link metric for WMhNs. Because, considering these requirements, when a link metric is proposed, then : firstly, both the design and implementation of the link metric with a routing protocol become easy. Secondly, the underlying network issues can easily be tackled. Thirdly, an appreciable performance of the network is guaranteed. Keeping in view the issues of WMhNs, increasing demands of users and capabilities of routing protocols, we propose and implement a new quality link metric, Interference and Bandwidth Adjusted ETX (IBETX). As, MAC layer affects the link performance and consequently the route quality, the metric therefore, tackles the issue by achieving twofold MAC-awareness. Firstly, interference is calculated using cross-layered approach by sending probes to MAC layer. Secondly, the nominal bit rate information is provided to all nodes in the same contention domain by considering the bandwidth sharing mechanism of 802.11. Like ETX, our metric also calculates link delivery ratios that directly affect throughput and selects those routes that bypass dense regions in the network. Simulation results by NS-2 show that IBETX gives 19% higher through put than ETX and 10% higher than Expected Throughput (ETP). Our metric also succeeds to reduce average end-to-end delay up to 16% less than Expected Link Performance (ELP) and 24% less than ETXPARIS-EST-Université (770839901) / SudocSudocFranceF

Analyse et conception des métriques de qualité de liens et routage dans les réseaux sans fil

This dissertation endeavors to contribute enhancements in goodputsof the IEEE 802.11-based Wireless Multi-hop Networks (WMhNs).By performing exhaustive simulations, for the deep analysis and detailed assessment of both reactive (AODV, DSR, DYMO) and proactive (DSDV, FSR, OLSR) protocols for varying mobilities, speeds, network loads and scalabilities, it is observed that a routing link metric is a significant component of a routing protocol. In addition to finding all available paths, the fastest end-to-end route is selected by a link metric for the routing protocol. This study aims the quality routing. In the class of quality link metrics, Expected Transmission Count (ETX) is extensively used. Thus, the most recently proposed ETX-based metrics have been analyzed. Though, newly developed metrics over perform ETX but still they can be improved. By profound analysis and particularized comparison of routing protocols depending upon their classes (reactive and proactive) and ETX-based metrics, we come to realize that users always demand proficient networks. In fact, WMhNs are facing several troubles which they expect to be resolved by the routing protocol operating them. Consequently, the protocol depends upon the link metric for providing quality paths. So, we identify and analyze the requirements to design a new routing link metric for WMhNs. Because, considering these requirements, when a link metric is proposed, then : firstly, both the design and implementation of the link metric with a routing protocol become easy. Secondly, the underlying network issues can easily be tackled. Thirdly, an appreciable performance of the network is guaranteed. Keeping in view the issues of WMhNs, increasing demands of users and capabilities of routing protocols, we propose and implement a new quality link metric, Interference and Bandwidth Adjusted ETX (IBETX). As, MAC layer affects the link performance and consequently the route quality, the metric therefore, tackles the issue by achieving twofold MAC-awareness. Firstly, interference is calculated using cross-layered approach by sending probes to MAC layer. Secondly, the nominal bit rate information is provided to all nodes in the same contention domain by considering the bandwidth sharing mechanism of 802.11. Like ETX, our metric also calculates link delivery ratios that directly affect throughput and selects those routes that bypass dense regions in the network. Simulation results by NS-2 show that IBETX gives 19% higher through put than ETX and 10% higher than Expected Throughput (ETP). Our metric also succeeds to reduce average end-to-end delay up to 16% less than Expected Link Performance (ELP) and 24% less than ETXLes travaux de recherche menés dans le cadre de cette thèse concernent l'amélioration du débit et de la qualité de service dans les réseaux sans fil basés sur les standards de la famille 802.11. Des simulations exhaustives ont été menées pour l'analyse et l'évaluation des performances des protocoles de routages réactifs AODV, DSR et DYMO ainsi que des protocoles de routage proactifs DSDV, FSR et OLSR. Plusieurs paramètres ont été considérés comme la mobilité des noeuds la charge du réseau et la mise à l'échelle. Nous pouvons observer que la métrique de qualité de lien est un paramètre important dans toute stratégie de routage. L'objectif du présent travail est de proposer une analyse comparative des différents protocoles de routage, basée sur les métriques de qualité de lien et de proposer une nouvelle métrique permettant d'améliorer le routage en termes de routage et de délai bout-en-bout. Dans la disparité des métriques proposées dans la littéraire, la métrique ETX (Expected Transmission Count) a été largement utilisée. Aussi, nous focaliserons, principalement, sur les métriques basées sur ETX. Notre constatation est que les besoins en termes de qualité de service dans les réseaux sans fil multi-saut, sont affecté entre autre par le protocole de routage adopté et la métrique de lien utilisée. Cependant, ceci est aussi strictement lié à la qualité des canaux de communication au niveau physique et l'état des files d'attente au niveau MAC. Aussi, une nouvelle métrique de qualité de lien est proposée, basée sur ETX et appelée IBETX (Interference and Bandwidth Adjusted ETX). Cette nouvelle métrique prend en considération les effets de l'interférence et de l'impact de l'état de la couche MAC sur les performances des liens de communication. Des simulations ont été conduites sous NS-2 afin de montrer l'intérêt de la métrique utilisée. Ainsi IBETX améliore le débit efficace de 19% par rapport à ETX et de 10% par rapport à ETP (Expected Throughput). Par ailleurs, la métrique proposée réduit le délai bout en bout de 16% par rapport à ELP ( Expected Link Performance) et de 24% par à ET