基于嵌入式软件定义无线电的可现场部署跨层优化网络设计：综述与含现场试验的新型架构
网络与互联网体系结构
2022-01-25 v1 软件工程
摘要
无线设备的激增及其对我们日常生活的日益增强的影响非常明显且似乎不可替代。在设备数量和服务质量（QoS）方面的这种指数级增长需求，早在数年前就催生了跨层优化的概念。跨层方法的主要目标是打破传统开放系统互连（OSI）协议栈各层之间的严格边界。最初的十年侧重于确立这一革命性概念的理论可行性，并评估其有效性和局限。在下一阶段，软件定义无线电（SDR）的出现因其附加的灵活性加速了该领域的发展。然而，理论设计的方案与实际部署的方案之间一直存在巨大鸿沟。为说明这一点，我们首先对跨层协议栈文献进行了详尽综述。接下来，我们简要讨论如何将商用现货（COTS）、低SWaP（尺寸、重量和功耗）嵌入式SDR（e-SDR）转变为独立的、可现场部署的收发器。此后，我们提供了侧重于效率和灵活性的软件设计理念，以便优化目标和跨层交互能够快速重新配置。为证明我们的主张，我们提供了在各种环境下多达10节点网络拓扑的广泛室外空中实验结果。现场试验结果表明了高可靠性、高吞吐量以及动态路由能力。据我们所知，这是文献中首次利用COTS e-SDR成功设计出一种跨层优化收发器，其能够形成在加固、耐候且可现场部署的形态因子下提供高吞吐量和高可靠性的自组织网络。
引用
@article{arxiv.2201.09454,
title = {Design of Fieldable Cross-Layer Optimized Network using Embedded Software Defined Radios: Survey and Novel Architecture with Field Trials},
author = {Jithin Jagannath and Anu Jagannath and Justin Henney and Tyler Gwin and Zackary Kane and Noor Biswas and Andrew Drozd},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09454},
year = {2022}
}
备注
Submitted to Computer Networks (Elsevier). arXiv admin note: text overlap with arXiv:2110.01080