Exploitation of spatio-temporal correlations of traffic in ad hoc wireless networks

Denne rapporten presenterer arbeid som har potensial til å kunne forbedre stabilitet og kapasitet til militære ad hoc trådløse mobile kommunikasjonsnettverk (MANET). Slik forbedring er nødvendig for at de militære nettverkene skal ha den fleksibilitet, kapasitet og robusthet som er påkrevet for å kunne støtte høye modenhetsgrader av NbF (Nettverksbasert Forsvar). Rapporten gjennomgår muligheter for søk etter tilgjengelige lokale transportkapasiteter i slike nettverk basert på spredte målinger og informasjon om posisjonen til nodene. Et hovedpoeng er at rutingprotokoller i nettverket skal kunne bruke informasjon om nettverkslasten til assistanse for å finne gode transportveier for data i nettverket samt til overvåking, og for å gjøre tiltak for utbedringer. Nytten av informasjonen avhenger av presisjon og tidspunkt for slik tilgang samt hvordan rutingprotokollene er bygd opp. Et stokastisk (skalar) felt Z kan representere hvor opptatt de lokale transportkapasitetene er i et område ved et gitt tidspunkt. Målinger av elektromagnetisk stråling på aktuelle frekvenser kan gi indikasjoner på slik lokal intensitet i datatrafikken. Feltet Z vil kunne forventes å være korrelert i både rom og tid. Det er da generelt komprimerbart og kan rekonstrueres ut fra spredte målinger. Dette kan gjøres ved hjelp av kriging-teknikker eller metoder som kategoriseres som komprimert måling der komprimeringen er en del av selve sampleprosessen. Et bidrag i denne rapporten er formulering, implementering og illustrasjon av en metode som viser hvordan tidsvarierende stokastiske felter effektivt kan rekonstrueres ut fra spredte målinger. Krysskorrelasjonen i feltet avtar gradvis med økt avstand i rom og tid. Rapporten presenterer også en skalerbar metode for å simulere det elektromagnetiske feltet. Denne metoden kan bli brukt i en nettverkssimulator for å redusere kompleksiteten ved simulering av de foreslåtte metodene for rekonstruksjon av slike felter. Dette kan ha relevans for å studere effekter av at trafikkgenererende hendelser kan utløse sekundære hendelser som er viktige å ta hensyn til for ruteprotokollen. De foreslåtte metodene er av interesse for utvikling av enkle metoder for å utnytte korrelasjoner i datatrafikk. Rapporten argumenterer for at enkle metoder ofte kan være mer generelt relevante sammenlignet med komplekse metoder når en har lite tilgang på realistiske data.