تعاني الشبكات اللاسلكية من الضياع المتكرر للرزم لأسباب عديدة منها التداخلات و التصادم و الخفوت، مما يجعل من الوسط اللاسلكي وسط غير موثوق لنقل البيانات. أبرز طرق ضمان وثوقية النقل عبر هذا الوسط هي باستخدام بروتوكول التحكم بالنقل (TCP) و بروتوكول إعادة الطلب التلقائي (ARQ). مؤخراً وجد ترميز الشبكة كتقنية جديدة تغير من طريقة التوجيه التقليدية (خزن-وَ-وجه) في الشبكات إلى طريقة أكثر ذكاءً و فعالية هي (رمز –وَ-وجه)، مما يسهم في زيادة سعة و إنتاجية النقل لهذه الشبكات.
تم في هذا البحث استخدام ترميز الشبكة الخطي العشوائي كتقنية واعدة تهدف إلى تحقيق النقل الموثوق للبيانات في الشبكات اللاسلكية ذات الضياع، و كذلك دراسة التحسين الذي تقدمه لأداء هذه الشبكات بحالتي الإرسال الوحيد و المتعدد. لتقييم فعالية هذه التقنية و مقارنة أدائها مع أداء بروتوكولات النقل الموثوق تم استخدام محاكي الشبكات NS3. و قد بينت نتائج المحاكاة تحقيق ترميز الشبكة الخطي العشوائي عملية النقل الموثوق للبيانات بإنتاجية أكبر و تأخير زمني و عدد عمليات إرسال أقل مقارنة بالبروتوكولين (TCP، ARQ).
Wireless networks suffer from frequent loss of packets for many reasons such as
interference, collision and fading. This makes wireless medium unreliable medium for data
transfer. The main methods for ensuring the reliability in this medium are using
transmission control protocol (TCP) and the automatic repeat request (ARQ). Recently,
network coding has been found as new technology that changes the traditional forwarding
method (Store- and- Forward) in the networks to more effective and intelligent method
(Code- and- Forward), which contributes to the increase of both capacity and throughput of
these networks.
In this research, random linear network coding is used as promising technology that
aims to achieve the reliable transfer of data in losing wireless networks, and studying the
enhancement that this technology presents to the performance of these networks in unicast
and multicast transmission. For evaluating the efficiency of this technology and comparing
its performance with the performance of reliable transfer protocols, we use the networks
simulator (NS3). Simulation results showed that random linear network coding achieve the
reliable transfer of data with bigger throughput and less delay and number of transmission
compared with the protocols (TCP, ARQ).
Artificial intelligence review:
Research summary
تناقش هذه الدراسة مشكلة ضياع الرزم في الشبكات اللاسلكية وتأثيرها على وثوقية نقل البيانات. تقترح الدراسة استخدام تقنية ترميز الشبكة الخطي العشوائي (RLNC) كحل واعد لتحسين أداء الشبكات اللاسلكية في حالات الإرسال الوحيد والمتعدد. تم استخدام محاكي الشبكات NS3 لتقييم فعالية هذه التقنية ومقارنتها مع بروتوكولات النقل التقليدية مثل TCP وARQ. أظهرت نتائج المحاكاة أن تقنية RLNC تحقق نقل موثوق للبيانات بإنتاجية أكبر وتأخير زمني أقل وعدد عمليات إرسال أقل مقارنة بالبروتوكولات التقليدية. تركز الدراسة على كيفية تحسين أداء الشبكات اللاسلكية باستخدام RLNC من خلال دمج عدة رزم في رزمة مرمزة واحدة، مما يسهم في تصحيح الضياع بشكل فعال وسريع. تم إجراء مقارنة بين أداء RLNC وTCP في حالة الإرسال الوحيد، وأظهرت النتائج أن RLNC يتفوق على TCP في تحقيق وثوقية النقل وتقليل زمن الإرسال. كما تم مقارنة أداء RLNC مع ARQ في حالة الإرسال المتعدد، وأظهرت النتائج أن RLNC يقلل من عدد عمليات الإرسال ويزيد من فعالية تصحيح الضياع. توصي الدراسة بمزيد من البحث في استخدام RLNC لتطبيقات الفيديو في الشبكات اللاسلكية المحلية ذات الضياع.
Critical review
دراسة نقدية: تقدم هذه الدراسة إسهاماً مهماً في مجال تحسين أداء الشبكات اللاسلكية باستخدام تقنية ترميز الشبكة الخطي العشوائي. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البنّاء للدراسة. أولاً، لم تتناول الدراسة بشكل كافٍ تأثير العوامل البيئية المختلفة على أداء تقنية RLNC، مثل التغيرات في الطقس أو التداخلات من الأجهزة الأخرى. ثانياً، كان من الممكن أن تكون الدراسة أكثر شمولية إذا تم اختبار التقنية على أنواع مختلفة من الشبكات اللاسلكية وليس فقط على شبكات Ad Hoc. ثالثاً، لم يتم التطرق إلى التكلفة الحسابية لتطبيق تقنية RLNC وتأثيرها على موارد الأجهزة المستخدمة في الشبكة. وأخيراً، كان من الممكن أن تكون الدراسة أكثر إفادة إذا تم تضمين تحليل اقتصادي يوضح الفوائد المالية لتطبيق هذه التقنية مقارنة بالبروتوكولات التقليدية.
Questions related to the research
-
ما هي المشكلة الأساسية التي تعاني منها الشبكات اللاسلكية والتي تناولتها الدراسة؟
المشكلة الأساسية هي ضياع الرزم بسبب التداخلات والتصادم والخفوت، مما يجعل الوسط اللاسلكي غير موثوق لنقل البيانات.
-
ما هي التقنية الجديدة التي تقترحها الدراسة لتحسين أداء الشبكات اللاسلكية؟
تقترح الدراسة استخدام تقنية ترميز الشبكة الخطي العشوائي (RLNC) لتحسين أداء الشبكات اللاسلكية.
-
ما هي الأدوات المستخدمة لتقييم فعالية تقنية RLNC في الدراسة؟
تم استخدام محاكي الشبكات NS3 لتقييم فعالية تقنية RLNC.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة بشأن أداء تقنية RLNC مقارنة بالبروتوكولات التقليدية؟
أظهرت النتائج أن تقنية RLNC تحقق نقل موثوق للبيانات بإنتاجية أكبر وتأخير زمني أقل وعدد عمليات إرسال أقل مقارنة بالبروتوكولات التقليدية مثل TCP وARQ.
References used
Andrea Goldsmith, ―Wireless Communication‖, Cambridge University Press, 1st South Asian Edition 2009
P. Bhagwat, P. P. Mishra, and S. K. Tripathi, ―Effect of topology on performance of reliable multicast communications,‖ in Proc. IEEE INFOCOM, Toronto, Canada, June 1994, pp. 602–609
B. Sardar and D.Saha," A survey of TCP enhancements for last-hop wireless networks," IEEE. Surveys and Tutorials, Vol. 8, pp. 20-34, 2006
Random Linear Network Coding (RLNC) is considered to be one of the promised
solutions to achieve the reliability of transmission in multi hop wireless networks, Since it
is based on correcting the loss of the packets in the medium through the conti
Multi hop wireless networks face many challenges basically the
limitation of bandwidth, loss of packets because of many problems
in wireless medium also loss of paths because of the random and
unpredictable movement of wireless nodes, which reduce
Network coding isone of the important researches in multi-hop wireless networks domain
and it widely participates in improving the performance of these networks, since it benefits from
the broadcasting nature of transmission processes to transmit m
Ad-hoc networks has opened a new dimension in wireless networks. It allows
wireless communication in the absence of central support of the contract. In these
networks, there are no fixed infrastructure because the mobile nodes are continuously
mak
Mobile Wireless Sensor Network (MWSN) is an emerging technology for attraction of
researchers with its research advantage and various application domains. Due to limited
resources of sensor nodes such as transmission power, communication capability