Performance Study of Real-World Wireless Mobile Ad Hoc Networks

Abstract

ABSTRACT: Wireless ad hoc network is one of the most popular network types these days. The reason for this is the advantages that wireless ad hoc networks provide for users or group of users. The most important characteristic of wireless ad hoc networks that make them more popular when compared with any other network type is that they do not need any infrastructure to be setup in advance. This characteristic of wireless ad hoc networks make the research on this topic more valuable due to increasing number of people using wireless ad hoc networks. The fact that no fixed router is used in the network ensures that network nodes are adaptable to the topology changes in a mobile wireless ad hoc network. This advantage makes wireless ad hoc networks useful in battlefield areas where there is need for networks that have a dynamic working strategy, which does not increase the complexity of setting a network. Other possible application areas of wireless ad hoc networks are disaster areas, rescue emergency operations and in vehicles that satisfies the required mobility and fast deployment network need. This thesis provides extensive real-world experimental investigation of wireless ad hoc networks with mobile and stationary nodes in different outdoor environments. The performance of wireless ad hoc networks is measured under various scenarios. For the experimental investigations, more than one network configuration and different parameters were used in real-world outdoor environment. Conducting such experiments and gathering information regarding the results of these experiments will yield very valuable information since investigation of such networks requires two aspects to take into account. One of them is the simulation and modeling of these networks and the other is the conducting of real-world experiments by using testbed programs. The most popular performance metrics for wireless ad hoc networks, delivery ratio, average round trip time or average end to end delay, and average number of hops were investigated in this study. It is seen that delivery ratio decreases with the distance between the nodes. The average round trip time is not affected by the distance; hence it increases with respect to application data size and the number of intermediate nodes in the network. The average number of hops changes if the distance between the source and the destination decreases since there will be no need for intermediate nodes for forwarding the packets.

Keywords: Wireless Ad Hoc Networks, Outdoor Experimental Study, Performance Evaluation, Multithreaded Programs, Wireless Ad Hoc Protocols.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ÖZ: Son günlerde, kablosuz ve altyapısız ağ bağlantıları en popular ağ bağlantılarının birtanesi olmayı başarmıştır. Bunun sebebi ise kablosuz altyapısız ağ bağlantılarının kullanıcılara sağladığı avantajlardır. Kablosuz ve alt yapısız ağ bağlantılarının popular olmasını sağlayan en önemli etken onların en önemli özelliklerinden biri olan, hiçbir alt yapıya dayalı olmamasıdır. Bu özellik sayesinde, bu ağların kullanım alanları günden güne artmakta ve bu ise bu konu altında yapılan araştırmalarda ulaşılan sonuçların çok değerli olmasına sebeb olmaktadır. Bu tür ağ bağlantılarında herhangi bir yönlendiricinin kullanımına ihtiyaç duyulmaması, bu ağ bağlantılarının kullanıcıların hareketli olduğu ortamlarda kullanılmasını mümkün kılmıştır. Kablosuz ve alt yapısız ağ bağlantılarının hareketli ortamlara kolay uyum sağlamasının getirdiği avantajla, bu tür ağ bağlantılarının savaş alanlarında kullanılabileceği akla geliyor. Diğer kullanım alanları ise, acil kurtarma operasyonları, felaket alanları, araçlar arası kullanım ve daha bir çok alan listelenebilir. Bu tez çalışmasında, geniş kapsamlı gerçek dünyada yapılan deneysel çalışmalar sunuluyor. Bu çalışmalarda, bina dışında hareketsiz veya kullanıcılar tarafından taşınarak hareketli hale getirilmiş bilgisayarlar kullanılmıştır. Bu deneysel çalışmaların amaçı, kablosuz ve altyapısız ağ bağlantılarının birçok senaryo altındaki performansını ölçmektir. Birden fazla ağ konfigurasyonu ve parametreleri kullanılmıştır. Bu tür ağ bağlantılarının performans değerlendirilmesi iki farklı açı ile ele alınmalıdır. Birincisi simulasyon ve modelleme yapılmasıdır, ikincisi ise, önceden tasarlanmış program yardımı ile deneysel çalışmaların yapılmasıdır. Bu tez çalışmasında en önemli ve en çok kullanılan ölçü birimleri ele alınmıştır. Bunlar ise, ortalama paket teslim oranı, ortalama sekme sayısı, göreçeli trafik ve bir paketin hedefine ulaşmak için harcadığı süredir.

Anahtar kelimeler: Kablosuz ve Altyapısız Ağ Bağlantıları, Deneysel Çalışma, Performans Değerlendirmesi, Çoklu İşlemli Programlar, Kablosuz ve Altyapısız Ağ Bağlantı Protokolleri.