Atribuição conjunta de canais e roteamento para otimização de throughput em redes de malha sem fio de múltiplas radios

Redes de malha sem fio com infraestrutura de múltiplos saltos oferecem maior confiabilidade, cobertura e custos de equipamento reduzidos em relação às suas contrapartes de um único salto, as LANs sem fio. Equipar roteadores sem fio com múltiplas radios melhora ainda mais a capacidade ao transmitir simultaneamente por múltiplas radios usando canais ortogonais. A atribuição de canais e o roteamento eficientes são essenciais para a otimização do throughput dos clientes da malha. Esquemas de atribuição de canais eficientes podem aliviar muito o efeito de interferência de transmissões próximas; esquemas de roteamento eficazes podem aliviar a possível congestão em qualquer gateway para a Internet, melhorando assim o throughput por cliente. Ao contrário das abordagens heurísticas anteriores, formulamos matematicamente o problema conjunto de atribuição de canais e roteamento, levando em consideração as restrições de interferência, o número de canais na rede e o número de radios disponíveis em cada roteador de malha. Usamos essa formulação para desenvolver uma solução para nosso problema que otimiza o throughput geral da rede, sujeito a restrições de equidade na alocação de capacidade sem fio escassa entre clientes móveis. Mostramos que o desempenho de nossos algoritmos está dentro de um fator constante daquele de qualquer algoritmo ótimo para o problema de atribuição conjunta de canais e roteamento. Nossa avaliação demonstra que nosso algoritmo pode explorar efetivamente o aumento do número de canais e radios, e seu desempenho é muito melhor do que os limites teóricos de pior caso.