Algorithm design for reliability analysis in mobile communication networks

Çevresel koşullar, hareketli ana bilgisayarların değişen konumları ve kablosuz bilgisayar ağındaki değişen yapı sistemin güvenilirliğini kolayca etkileyebilmekte ve değiştirebilmektedir. Bununla birlikte bir hareketli düğümün değişen konumu, belirli bir trafik ortamına sahip sistemin güvenilirliğinin analiz edilmesine engel olan asıl problem olarak düşünülmüştür. Bu çalışmada klasik iki-terminal güvenilirliği, kablosuz bilgisayar ağı için genişletilmiştir. Bu amaçla Markov Zincirleri hareketli düğümlerin değişen konumları için tahmin edici olarak kullanılmış ve başlama/bitiş durumlarına göre farklı şekiller oluşturabilen hareketli düğümü/ düğümleri içeren bilgisayar ağlarının güvenilirliğini analiz etmek için bir grup algoritma önerilmiştir. Ayrıca bilgisayar ağlarının farklı uygulamalarında erişim noktasının alanı dışında kalan hareketli düğüm için boşluk pozisyonunun tanımlanması gibi bazı esnek çözümler önerilmiştir. Algoritmaların doğrulanması için bir benzetim gerçekleştirilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.

The environmental conditions, the changing locations of the mobile hosts and the changing structure in the wireless computer network can easily affect and change the system reliability. Nevertheless the changing locations of a mobile node are considered the main problem to obstruct analyzing the reliability in a definite traffic setting of the system. In this study, the classical two-terminal reliability is extended for wireless computer network. To this end, Markov Chains are used as the predictor for the changing locations of the mobile node(s) and a set of algorithms is proposed to analyze the reliability of the computer networks including mobile nodes which may form different conditions related to its starting and finishing situation. Furthermore some flexible solutions such as the definition of a blank position for the mobile node which is not in the range of any access point are proposed for the different applications of the computer networks. In order to verify the algorithms, a simulation is performed and the results are evaluated.

PDF

___

[1] A.S. Tanenbaum, Computer Networks, Pearson Education, Fourth Edition. 2003.

[2] M.L. Shooman, Reliability of Computer Systems and Networks, John Wiley, 2002.

[3] M.Ü. Uyar, J. Zheng, M.A. Fecko, S. Samtani, “Reliable server pooling in highly mobile wireless networks”, Eighth IEEE International Symposium, vol.1, pp.627 – 632, 2003.

[4] R.Al-Sayyed, C.Pattinson, “Performance evaluation of redundancy in wireless connection”, WOCN Second IFIP International Conference, pp.89–93, March 2005.

[5] S.K. Das, C. Rose, “Coping with Uncertainty in Mobile Wireless Networks”, 15th IEEE International Symposium, pp.103 - 108, vol.1, 5-8 Sept. 2004.

[6] H.M.F. AboElFotoh,.S. Iyengar, K. Chakrabarty, “Computing reliability and message delay for cooperative wireless distributed sensor networks subject to random failures”, Reliability, IEEE Transactions, Vol. 54, Iss.1, pp.145 – 155, March 2005.

[7] D.Y. Chen, S. Garg, K.S. Trivedi, “Network Survivability Performance Evaluation: A Quantitative Approach with Applications in Wireless Adhoc Networks”, Proceedings of the ACM International Workshop on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems (MSWiM' 02), Atlanta, GA, September 2002.

[8] K. Krishnamurthy, D. Tipper, Y. Qian, “The interaction of security and survivability in hybrid wireless”, Performance, Computing, and Communications, IEEE International Conference, pp.739–745, 2004.

[9] A.P. Jardosh, K.N. Ramachandran, K.C. Almeroth, E.M. Belding-Royer, “Understanding linklayer behavior in highly congested IEEE 802.11b wireless networks”, SIGCOMM ’05 Workshops, Philadalphia, August 2005.

[10] X. Chen, M.R. Lyu, “Reliability Analysis for Various Communication Schemes in Wireless CORBA”, IEEE Transactions , vol.54, pp.232–242, June 2005.

[11] A. Bhattacharya, S.K. Das. “LeZi-update: An information-theoretic approach for personal mobility tracking in PCS networks5’, ACM/Kiuwr wireless Network, vol. 8, No. 2, pp. 121-137, 2002.

[12] M.W. Chiang, Z. Zilic, K. Radecka, J.-S. Chenard, “Architectures of increased availability wireless sensor network nodes”, IEEE International Proceedings, pp.1232 – 1241, 2004.