Multihop Connectivity in Wireless Ad hoc Networks
Multihop connectivity is the ability of the multiple-hops-away nodes--nodes which are not directly connected—to communicate with each other. Since wireless ad hoc networks are infrastructure-less, the participating nodes themselves are supposed to establish the service of multihop connectivity by forwarding the messages on behalf of each other. Routing and Relaying are the two approaches to provide multihop connectivity in wireless ad hoc networks. In Relaying, MAC layer is the point in the protocol stack at which the switching or forwarding decision takes place, while Routing schemes perform this decision at a later stage i.e. at Network layer. Routing is a widely researched and practiced solution to the problem of multihop connectivity, whereas Relaying has not been adequately explored in wireless ad hoc networks.This thesis argues that due to the specific nature of the wireless ad hoc networks and the MAC protocols for these networks, Relaying is technically a more suitable option in these networks and has higher prospects. This argument is supported by designing a multihop version of the IEEE 802.11 MAC protocol and comparing its performance with the AODV routing protocol. The analysis shows that a multihop 802.11 MAC can be implemented in a much simpler manner and it can achieve performance comparable with that of AODV. In reactive or on-demand routing--the class of routing protocols widely acclaimed for its lower overhead--the accessibility prediction scheme is introduced which reduces the routing overhead by avoiding routing actions which are possible-to-fail. Furthermore, this thesis evaluates the effect of utilizing obsolete routing information--a common approach to optimize the reactive routing protocols. Based on the analysis, it is argued that this act is inconsistent with the nature of the reactive routing and can have limited but unpredictable benefits, mainly when no additional overhead is incurred.
Multihop-Konnektivitaet ist die Faehigkeit der Knoten, die nicht direkt angebunden sind, miteinander zu kommunizieren. Da drahtlosen Ad-hoc-Netzwerke keine Infrastruktur haben, die beteiligten Knoten sind selbst angeblich um den Dienst der Multihop-Konnektivitaet, indem die Weiterleitung der Nachrichten im Namen der jeweils anderen. Routing und Relaying sind die zwei Ansaetze, um Multihop-Konnektivitaet in solche Netzwerke zu realisieren. In Relaying ist MAC-Schicht der Punkt im Protokollstapel, beim der wechsel- oder die weiterleitung-Entscheidung getroffen wird. Die Routing-Systeme treffen diese Entscheidung zu einem spaeteren Zeitpunkt, beim Vermittelungsschicht. Routing ist ein weit erforscht und praktiziert Loesung fuer die Problem der Multihop-Konnektivitaet als Relaying. Diese Doktorarbeit argumentiert, dass aufgrund der besonderen Natur der drahtlosen Ad-hoc-Netzwerken und die MAC-Protokolle fuer diese Netze, Relaying ist technisch eine geeignete Option in dieser Netzwerke und hat hoehere Aussichten. Dieses Argument wird durch der Gestaltung eines Multihop-Version des IEEE 802.11 MAC-Protokoll und den Vergleich ihrer Leistung mit den AODV Routing-Protokoll unterstuetzt. Die Analyse zeigt, dass es viel einfach ist, ein Multihop 802.11 MAC umzusetzten, und es kann die Leistung vergleichbar mit dem AODV erreichen. Fuer reaktiven oder On-Demand-Klasse von Routing-Protokolle wird ein Accessibility-Prediction-Schema in dieser Arbeit eingeführt. Dies reduziert die Routing-Aufwand durch die Vermeidung von Routing-Aktionen, die moeglich zu scheitern sind. Darueber hinaus bewertet diese Arbeit die Auswirkungen der Nutzung von veralteten Routing-Informations, ein gemeinsames Konzept zur Optimierung der reaktiven Routing-Protokolle. Auf der Grundlage der Analyse, so wird argumentiert, dass diese Methode nicht mit der Art der reaktiven Routing konsistent ist, und hat nur beschraenkt aber unberechenbar Vorteile, hauptsaechlich wenn keine zusaetzliche Aufwand entsteht.
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