Управление передачей пакетов в сенсорных сетях

• Автор: Линский, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Постановка задачи

1.1 Сенсорные сети

1.2 Анализ источников ненадежности при передаче пакетов

1.2.1 Искажение пакетов.

1.2.2 Вброс пакетов в сеть

1.2.3 Удаление пакетов из сети

1.2.4 Выводы

1.3 Модель сенсорной сети.

1.4 Алгоритм передачи, учитывающий требования надежности,

экономичности и оперативности
1.5 Оптимизационная задача управления передачей пакетов
1.6 Выводы
2 Передача с дублированием пакетов
2.1 Оптимизационные соотношения
2.2 Решение алгоритмом динамического программирования
2.3 Решение алгоритмом ветвей и границ
2.4 Применение гибридного алгоритма.
2.5 Результаты моделирования
2.5.1 Передача штатных сообщений .
2.5.2 Передача срочных сообщений
2.6 Выводы
3 Передача с кодированием пакетов
3.1 Применение кодов РидаСоломона
3.2 Оптимизационные соотношения
3.3 Решение методом ветвей и границ.
3.4 Решение алгоритмом локального поиска
3.5 Применение гибридного алгоритма.
3.6 Результаты моделирования
3.7 Выводы
4 Сравнение алгоритмов передачи и учет критерия живучести сети
4.1 Сравнение адаптивной и неадаптивной передачи
4.1.1 Анализ для двух маршрутов.
4.1.2 Анализ для маршрутов
4.2 Учет критерия живучести сети
4.2.1 Определение критерия живучести сети
4.2.2 Алгоритм контроля живучести.
4.3 Выводы
Заключение
Список литературы


Для достижения цели в работе используются методы теории кодирования, дискретной оптимизации, системного анализа и теории сложности алгоритмов. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем. Разработан алгоритм адаптивной избыточной передачи (АИП) пакетов, учитывающий требования надежности, экономичности и оперативости. Алгоритм выигрывает по экономичности и оперативности у существующих алгоритмов. Разработан алгоритм нахождения оптимальных параметров для алгоритма АИП при передаче одноиакетных сообщений, учитывающий ограничения на максимальную вычислительную сложность и обеспечивающий выигрыш по этому параметру у других алгоритмов. Разработан алгоритм нахождения оптимальных параметров для алгоритма АИП при передаче многопакетных сообщений, учитывающий ограничения на максимальную вычислительную сложность и обеспечивающий выигрыш по этому параметру у других алгоритмов. АИП. Этот алгоритм позволяет увеличить срок жизни сети по сравнению с аналогами. Практическая ценность и реализация результатов. Практическая ценность работы определяется тем, что предложенный алгортитм адаптивной избыточной передачи пакетов способствует как повышению надежности передачи, так и понижению энергозатрат сети. Публикации. Материалы, отражающие основное содержание и результаты диссертационной работы, опубликованы в о печатных работах ([3, 4, 5, 6, 7]). В том числе 2 работы [5, 7] опубликованы в журналах, реферируемых ВАК. Основные положения, выносимые на защиту. Алгоритм адаптивной избыточной передачи пакетов для сенсорной сети. Алгоритм нахождения оптимальных параметров алгоритма АИП при передаче однопакетных сообщений, учитывющий ограничения на максимальную вычислительную сложность и обеспечивающий выигрыш по этому параметру у других алгоритмов. Алгоритм нахождения оптимальных параметров алгоритма АИП при передаче многопакетных сообщений, учитывющий ограничения на максимальную вычислительную сложность и обеспечивающий выигрышщ по этому параметру у других алгоритмов. Алгоритм контроля живучести сенсорной сети, увеличивающий срок жизни сети по сравнению с аналогами. Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения. Работа содержит 4 страницы, в том числе страниц машинописного текста, включая 1 таблицу и рисунков, а также рисунков на 5 страницах. В списке используемой литературы наименований. Работа имеет следующую структуру. Раздел 1 посвящен постановке задачи управления надежной передачей пакетов в сенсорных сетях. В этом разделе дан анализ источников ненадежности, приведен обзор алгоритмов надежной передачи пакетов, предложен алгоритм надежной передачи пакетов для сенсорной сети, описана модель рассматриваемой сети, а также для этой модели формализована задача управления надежной передачей пакетов. Раздел 2 посвящен управлению передачей однопакетных сообщений (в том числе срочных). В разделе 3 рассматривается управление передачей сообщений, состоящих из нескольких пакетов. В разделе 4 проведено сравнение протоколов надежной передачи пакетов и рассмотрен алгоритм обеспечения живучести сети. В заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертационной работе. Целью данного раздела является постановка и формализация задачи управления надежной передачей пакетов в сенсорных сетях. В начале раздела приведена необходимая информация о сенсорных сетях. Затем приводится анализ источников ненадежности, и дан обзор известных алгоритмов организации надежной передачи пакетов. По итогам обзора делается вывод о неэффективности использования известных алгоритмов для передачи пакетов в сенсорной сети с учетом требований надежности, экономии энергоресурсов и оперативности. После этого описывается модель рассматриваемой сенсорной сети, для которой предлагается алгоритм надежной передачи пакетов. Раздел завершается формализацией оптимизационной задачи управления передачей пакетов для используемой модели. В последние годы появились публикации о новом типе беспроводных сетей — сенсорных сетях. Сенсорные сети представляют собой новое семейство беспроводных сетей со своими задачами и особенностями.