Experimental QOS-based comparison of olsr and B.A.T.M.A.N. mesh routing algorithms for multimedia home networks

Abstract

Kablosuz Çokgen Bağlantılı Ağlar (WMN), baz istasyonu gibi bir altyapı ihtiyacıolmaksızın iki düğümün çok hoplamalı rota üzerinden iletişimini sağlar. Rotalamabu tür iletişim ağlarında temel bir konu olmuştur. Bu tezde, WMN?ler için iyi bilineniki rotalama algoritmasını, yani OLSR ve B.A.T.M.A.N., gerçek bir WMN deneydüzeneğinde akan bir videoda sağladıkları PSNR başarılarına göre karşılaştırdık. Deneydüzeneğimiz, Özyeğin Üniversitesi Mühendislik Fakültesi?nde birbirinden mesafeliolarak yerleştirilmiş yedi adet Çokgen Bağlantı Erişim Noktası?ndan (MAP) oluşmaktadır.MAP?lerin üzerine, B.A.T.M.A.N. rotalama algoritmasının ikinci katman uygulamasıolan B.A.T.M.A.N.-Adv ve OLSR rotalama algoritmasının üçüncü katman uygulamasıolan OLSRd yükledik. Bir dizüstü bilgisayarı video sunucusu olarak ve binanındiğer köşesine yerleştirilmiş diğer bir dizüstü bilgisayarı istemci olarak kullandık.Deney videosu sunucudan istemciye bahsedilen rotalama algoritmaları kullanılarakbirçok kez kesintisiz olarak gönderildi ve sıkıştırılmış-alınmış videolar arasındaki vesıkıştırılmamış-alınmış videolar arasındaki örnek ortalamaları ve standart sapmalarıhesaplandı. PSNR değeri hesabında, kaybolan framelerden dolayı eşleşmeyen çerçevelerinsorununu çözmek için özgün bir yöntem geliştirdik. Deneyler değişik seviyelerdevideo sıkıştırma oranları için, ağdaki farklı çapraz trafik hızları için ve RTS/CTStokalaşma protokolünün ayarları değiştirilerek tekrarlandı. PSNR değerleri sunulduve bahsedilen farklı durumlar için rotalama algoritmaları arasında karşılaştırıldı veetkileri ele alındı.

Wireless Mesh Networks (WMNs) allow communication of two nodes via a multi-hoproute, without the need for an infrastructure such as base stations. Routing has beena fundamental issue for this type of communication networks. In this thesis, we comparetwo well-known routing algorithms for WMNs, namely OLSR and B.A.T.M.A.N.,in their achieved QoS for video streaming, on a real life WMN test-bed. Our test-bedconsists of seven mesh access points (MAPs) placed on several rooms spread on twofloors of Ozyegin University Engineering Building. We installed B.A.T.M.A.N.-Adv,a layer two implementation of B.A.T.M.A.N. routing algorithm, and OLSRd, a layerthree implementation of OLSR routing algorithm, on the MAPs. We used a laptopas a video server and another laptop placed on the other corner of the building as aclient. A test video is streamed from the server to the client using the said routingalgorithms several times and the sample means and standard deviations of the PSNRvalues between compressed and received videos as well as between uncompressed andreceived videos are calculated. In the calculation of the PSNR values, we developed anovel method to overcome the problem of mismatched frames in the case of droppedframes. The experiments are repeated for varying levels of video compression rates,cross-traffic levels on the network, and by changing settings of the RTS/CTS handshakingmechanism. The PSNR values are reported and compared between the tworouting algorithms for these different cases, and their effects are discussed.