Інтелектуальні бездротові Mesh-мережі

Abstract

The paper explores the principles of designing and improving routing algorithms in Wireless Mesh Networks (WMN), which are considered a promising foundation for next-generation telecommunication systems. Modern approaches to routing organization are analyzed, including the adaptation of algorithms developed for mobile ad hoc networks (MANET) to the architectural features of WMN. It is shown that traditional protocols focused on minimizing the number of hops do not ensure optimal resource utilization; therefore, the implementation of multifactor metrics that consider channel quality, throughput, delay, interference level, and energy efficiency is necessary. The feasibility of using a cross-layer approach to develop intelligent routing algorithms is substantiated. Such algorithms enable network adaptation to dynamic changes in topology and traffic load. A concept of decentralized topology updating is proposed, utilizing combined mechanisms for control data exchange, which improves routing accuracy and reduces overhead. The proposed generalized routing model for intelligent WMNs involves the use of adaptive, distributed, and hierarchical algorithms, as well as the integration of artificial intelligence elements for self-organization, channel state prediction, and optimal route selection. The obtained results confirm that improving routing efficiency in mesh networks is achievable through comprehensive consideration of cross-layer parameters, resource optimization, and the implementation of intelligent traffic management mechanisms.

У роботі досліджено принципи побудови та вдосконалення алгоритмів маршрутизації в бездротових сіткових мережах (Wireless Mesh Networks, WMN), які розглядаються як перспективна основа телекомунікаційних систем нового покоління. Проаналізовано сучасні підходи до організації маршрутизації, зокрема адаптацію алгоритмів, розроблених для мобільних мереж ad hoc (MANET), до особливостей архітектури WMN. Показано, що традиційні протоколи, орієнтовані на мінімізацію кількості переходів, не забезпечують оптимального використання ресурсів, тому необхідним є впровадження мультифакторних метрик, які враховують якість каналу, пропускну здатність, затримки, рівень завад та енергоефективність. Обґрунтовано доцільність використання міжрівневого (cross-layer) підходу до побудови інтелектуальних алгоритмів маршрутизації, які забезпечують адаптацію мережі до динамічних змін топології та навантаження. Запропоновано концепцію децентралізованого оновлення топології з використанням комбінованих механізмів передачі службових даних, що дозволяє підвищити точність маршрутизації та зменшити накладні витрати. Розглянута узагальнена модель маршрутизації для інтелектуальних WMN передбачає використання адаптивних, розподілених ієрархічних алгоритмів, інтеграцію елементів штучного інтелекту для самоорганізації, прогнозування стану каналів і вибору оптимальних маршрутів. Отримані результати підтверджують, що підвищення ефективності маршрутизації в сіткових мережах можливе шляхом комплексного урахування міжрівневих параметрів, оптимізації ресурсів і впровадження інтелектуальних механізмів керування трафіком.