Маршрутизация по виртуальным координатам в беспроводных сенсорных сетях

• Автор: Баскаков, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования . .

1.1. Введение.

1.2. Модель беспроводной сети

1.3. Задачи маршрутизации.

1.4. Обзор методов маршрутизации

1.5. Цель и задачи исследования.

Глава 2. Маршрутизация по виртуальным координатам

2.1. Введение.

2.2. Общее описание метода

2.3. Алгоритм поиска маршрута.
2.4. Свойства алгоритма поиска маршрута.
2.5. Оценка расстояния по виртуальным координатам.
2.6. Распределенные хэштаблицы на основе виртуальных координат .
2.7. Распределенная база данных виртуальных координат узлов
2.8. Выводы
I лава 3. Выбор опорных узлов.
3.1. Введение.
3.2. Централизованный алгоритм выбора опорных узлов.
3.3. Распределенный алгоритм выбора опорных узлов
3.4. Примеры работы алгоритма выбора опорных узлов
3.5. Оценка сложности алгоритма выбора опорных узлов
3.6. Выводы .
стр.
Глава 4. Модель канала связи и метрики маршрутизации
4.1. Введение.
4.2. Модель беспроводного канала связи
4.3. Метрики стоимости соединения.
4.4. Метрики виртуального расстояния
4.5. Метрики прогресса
4.6. Выводы
Глава 5. Результаты имитационного моделирования
5.1. Введение.
5.2. Среда и условия имитационного моделирования
5.3. Модель энергопотребления узла
5.4. Критерии оценки эффективности маршрутизации
5.5. Маршрутизация при идеальном канале связи.
5.6. Маршрутизация при реальном канале связи
5.7. Сравнение с другими методами маршрутизации
5.8. Оценка расстояния по виртуальным координатам.
5.9. Выводы .
Выводы и заключение.
Список литературы


С. Модель беспроводного канала связи в условиях крупномасштабного замирания и случайного разброса параметров приемопередатчиков // Информационные технологии и системы: Сборник трудов Всероссийской конференции. Геленджик, . С. 1-6. Баскаков С. С. Методы увеличения срока службы распределенных беспроводных сетей сбора данных // Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения: Сборник трудов Всероссийской конференции с международным участием. Москва, . С. 0-6. Баскаков С. С. Аппаратно-программная платформа МевЫх^с для разработки беспроводных сенсорных сетей // Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения: Сборник трудов Всероссийской конференции с международным участием. Москва, . С. 7-9. Баскаков С. С. Управление случайным доступом к среде с низкопотребляющим прослушиванием канала на базе стандарта ШЕЕ 24 // Сборник трудов IV Международной конференции по проблемам управления. Москва, . С. -. Баскаков С. С. Беспроводные системы сбора данных на базе радиочастотных модулей МЬ-Моби1е-2 // Беспроводные технологии. С. -. Баскаков С. С. Опыт применения радиочастотных модулей МеэЫ^ю для разработки беспроводных систем сбора данных // Беспроводные технологии. С. -. Баскаков С. С. Встраиваемые модули МеБЫ-о^с для построения беспроводных сенсорных сетей // Встраиваемые системы. С. -. Баскаков С. С. Оценка энергопотребления беспроводных узлов в сетях МеБЙЬо^с // Беспроводные технологии^ . С. -. Баскаков С. С. Беспроводная система мониторинга состояния строительных конструкций//Беспроводные технологии. С. -. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего наименования. В первой главе показаны основные особенности беспроводных сенсорных сетей, сформулированы две задачи: маршрутизации в БСС и выполнен аналитический обзор существующих методов их решения, по результатам которого обоснована актуальность разработки нового метода на основе принципа ВК-маршрутизации. Во второй главе приведены, теоретические основы принципа ВК-маршрутизации и общее. ВК-маршрутизации, доказываются ключевые свойства алгоритма поиска маршрутов, который составляет основу разработанного метода, а также предлагается'новый способ организации распределенных, хэш-таблиц на базе виртуальных координат. В третьей главе рассмотрен. Четвертая глава посвящена проблеме обеспечения высокой эффективности метода ВК-маршрутизации при ненадежных каналах связи. Для этого представлена модель маломощного цифрового радиоканала в условиях крупномасштабного замирания и случайного разброса параметров приемопередатчиков, предложены новые метрики стоимости соединения и метрики, прогресса, а также выполнен обзор вариантов метрик виртуального расстояния. ВК-маршрутизации и выполнено экспериментальное сравнение характеристик созданного метода относительно известных аналогов. В заключении приведены основные результаты и выводы диссертационной работы. Работа изложена на 8 страницах, содержит рисунка и 7 таблиц. Маршрутизация пакетов является одной из наиболее актуальных задач в области БСС, и эффективность сс решения оказывает существенное влияние на энергопотребление, надежность, пропускную способность и другие показатели качества обслуживания1 сети. Беспроводные сенсорные сети имеют ряд ключевых отличий от других типов беспроводных сетей передачи информации, таких как локальные беспроводные сети2 и мобильные эпизодические сети3. На основе описанных характеристик БСС можно привести несколько причин того, что применение в БСС традиционных алгоритмов маршрутизации нецелесообразно или невозможно вовсе. Во-первых, из-за большого количества узлов в сети невозможно организовать глобальную систему адресации, так как накладные расходы на поддержание адресов в актуальном состоянии будут слишком велики. Следовательно, традиционные техники маршрутизации на основе 1Р-адресов неприменимы в БСС. Кроме того, крупные масштабы и эпизодический характер развертывания БСС делают недопустимыми на практике какие-либо действия по ручной настройке сетевого взаимодействия узлов.