The paper explores delay-based congestion and flow control and the offloading of real-time traffic from wireless local area networks (WLANs) to mobile cellular networks (MCNs) in multihomed devices. The control system developed is based on an embedded hierarchical expert system. It adjusts transceivers’ traffic flow(s) for prevailing network conditions to achieve application-dependent delay and throughput limits. In wireless networks, delay and throughput depend on the packet size, packet transmission interval, and node connection density. Therefore, the controller on the destination node monitors average one-way delay and the change of one-way delay of the incoming traffic. On this basis, it adjusts the packet size and transmission interval of the source node by transmitting a control command to the source. If the prevailing level of traffic in the network exceeds its capacity despite of the control actions taken, devices prepare for developed asynchronous offloading of traffic to another access network. The control model was validated via simulation of Voice over Internet Protocol (VoIP) traffic in the OMNeT++ network simulator. The results demonstrate that the expert system developed is able to regulate packet sizes to match the prevailing application-dependent optimum and transfer traffic to another network if the network exceed its capacity no matter the control actions taken. Although this work is motivated mainly by issues of congestion and flow control of WLAN systems and the simulations and results were prepared for the IEEE 802.11b system, the approach and techniques are not limited to these systems, but they are applicable for other packet switched access networks (PSANs), too

چکیده

در این مقاله قصد داریم تا به بررسی و کاوش مسئله‌ ی ازدحام مبتنی بر تأخیر و کنترل جریان و آفلودینگ (انتقال) ترافیک بلادرنگ از سمت شبکه‌ های محلی بی‌سیم (WLAN) به سمت شبکه ‌های سلولار موبایل (MCN) در دستگاه ‌هایی که به طور همزمان چندین شبکه متصل شده ‌اند بپردازیم. سیستم کنترلی پیشنهادی ما، بر مبنای یک سیستم خبره ‌ی سلسله مراتبی ادغام یافته می ‌باشد. این سیستم در شرایط عادی شبکه، اقدام به تنظیم جریان ترافیکی فرستنده/گیرنده نموده تا به محدودیت تأخیر و توان عملیاتیِ وابسته به اپلیکیشن دست پیدا کند. در شبکه‌ های بی‌ سیم، تأخیر و توان عملیاتی، بسته به اندازه‌ ی بسته‌ ی داده‌ ای، بازه ‌ی ارسال بسته‌ ی داده ‌ای و تراکم اتصال گره می‌ باشند. بنابراین، کنترلی که در سمت گره ­ی مقصد بکار گرفته می‌ شود، اقدام به نظارت بر میانگین تأخیر یک طرفه نموده و تأخیر یک طرفه ‌ی ترافیک وارده را تغییر می‌ دهد. بر همین مبنا، اندازه‌ ی بسته و بازه‌ ی ارسال گره ­ی منبع را به وسیله‌ی انتقال یک فرمان کنترلی برای منبع تنظیم می‌ کند. در صورتی که سطح غالب ترافیکی در شبکه بیش از ظرفیت شبکه گردد (علیرغم تلاش‌ های کنترلی اتخاذی)، دستگاه ‌ها باید اقدام به آفلودینگ (انتقال بار ترافیکی) سنکرون جریان ترافیکی بر روی شبکه‌ ی دسترسی دیگری بنمایند. مدل کنترلی پیشنهادی‌ مان را به وسیله‌ ی شبیه ‌سازی ترافیک صدا بر روی پروتکل اینترنتی (VoIP) در شبیه‌ ساز شبکه‌ ی OMNeT++ مورد ارزیابی قرار دادیم. نتایج به دست آمده از این شبیه ‌سازی، نشان می‌ دهد که سیستم خبره‌ ی توسعه یافته ‌ی ما می ‌تواند اندازه‌ های بسته را تنظیم نموده تا با شرایط بهینه‌ ی وابسته به اپلیکیشن تطابق داشته باشد و در صورتی که ترافیک شبکه بیش از ظرفیت شبکه‌ ی موجود شد، صرف‌ نظر از تدابیر کنترلی اتخاذی اقدام به انتقال ترافیک بر روی شبکه‌ ای دیگر بنماید. اگرچه هدف از انجام این پژوهش، مسائل مربوط به ازدحام و کنترل جریان در سیستم ‌های WLAN بوده و شبیه‌ سازی ها و نتایجی که برای سیستم IEEE 802.11b تدارک دیده شده است را نمی‌ توان محدود به این سیستم ‌ها دانست بلکه می‌ توان از آن در سایر شبکه ‌های دسترسی سوئیچ بسته (PSAN) نیز استفاده نمود.

1-مقدمه

با توجه به استفاده ‌ای که هر روزه از شبکه ‌های سلولار می ‌شود، پویایی گسترده ‌ای که در طول ارتباطات شبکه‌ ای شکل می‌ گیرد، به یک حقیقت آشکار برای کاربران نهایی مبدل گردیده است. یک نیازمندی پویایی نیز برای ارتباطات مبتنی بر اینترنت شکل گرفته است و در حال حاضر، شبکه ‌های تلفن موبایلی در حال تغییر زیر ساختار خود، از زیر ساختار تکامل در بلند مدت به زیرساختار پروتوکل اینترنتی (IP) بوده و هدف آن ‌ها نیز ارائه ‌ی تقریباً همه ‌ی سرویس ‌های ارائه شده از سوی شبکه‌ های سلولار نسل دوم و سوم (2G/3G) از طریق یک شبکه‌ی تمام IP می ‌باشد...