Математические модели и оптимизация передачи данных в беспроводных сетях со специальной топологией

• Автор: Скрипов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

1.1. Обзор беспроводных сетей.

1.2. Физический и канальный уровни передачи данных

1.3. Алгоритмы маршрутизации для беспроводных сетей

1.4. Протоколы маршрутизации для беспроводных сетей.

1.5. Методы моделирования сетей.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

2.1. Параметры беспроводных сетей.

2.2. Математическая модель беспроводной сети.

2.3. Модели сетевой нагрузки

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТОКОЛОВ МАРШРУТИЗАЦИИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ.
3.1. Особенности маршрутизации в беспроводных сетях с топологией
бутылочное горло.
3.2. Протокол i i i
3.3. Критерии оценки качества передачи данных для беспроводных сетей
со специальной топологией
3.4. Методика оценки и сравнения протоколов маршрутизации для
беспроводных сетей
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ СО СЛОЖОЙ СТРУКТУРОЙ.
4.1. Выбор программного обеспечения для имитационного
моделирования беспроводных сетей.
4.2. Разработка архитектуры модели беспроводной сети со сложной
структурой в рамках системы имитационного моделирования
4.3. Проверка имитационной модели
4.4. Оценка качества протоколов маршрутизации для беспроводных
сетей со сложной структурой
4.4.1. Исследование влияния плотности сети на качество обслуживания.
4.4.2. Исследование влияния сетевой нагрузки на качество обслуживания.
4.4.3. Исследование влияния размера пакетов на качество
обслуживания
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ


Различными научными школами была проведена классификация рассматриваемых сетей, был разработан целый спектр протоколов маршрутизации для различных их типов . Недостатком проведенных на сегодняшний день исследований является отсутствие средств оценки и сравнения протоколов маршрутизации. Принятая в настоящее время классификация протоколов не позволяет оценить целесообразность применения конкретных решений в том или ином случае. Таким образом, имеется необходимость создания метода оценки и сравнения существующих и разрабатываемых протоколов маршрутизации для беспроводных сетей. Целью данной работы является разработка метода оценки качества передачи данных в беспроводных сетях, включающего в себя критерии оценки качества, математические модели беспроводных сетей, программную реализацию имитационной модели беспроводной сети, позволяющую получить значения параметров качества сети, а также методики оценки и сравнения протоколов, обеспечивающей выбор оптимального протокола маршрутизации для беспроводных сетей со специальной топологией. Разработанные критерии комплексной оценки качества передачи данных в беспроводных сетях со специальной топологией позволяют получить оценку протоколов маршрутизации в соответствии с решаемой практической задачей. Предложенная объектноориентированная имитационная модель беспроводной сети, основанная на потоковой схеме передачи пакетов, включающая в себя математические модели топологии и сетевой нагрузки, модели канального уровня передачи данных, может быть легко модифицирована путем замены части компонентов без изменения ее архитектуры. Это позволяет получить значения критериев оценки качества для широкого класса беспроводных сетей. Разработанная методика оценки и сравнения протоколов маршрутизации для беспроводных сетей позволяет разработку на ее основе эффективных специализированных протоколов маршрутизации. Апробация работы. Ii i I, Уфа, сентября г. Актуальные проблемы в науке и технике, Уфа, февраля г. Ii i I, Уфа, сентября г. Безопасность информационного пространства, Екатеринбург, декабря г. Актуальные проблемы в науке и технике, Уфа, февраля г. Современные информационные технологии и ИТобразование, Москва, декабря г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале из списка периодических изданий, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Текст диссертации изложен на 7 листах, включая 7 листов машинописного текста, рисунок, таблиц, список литературы 2 названия. Разработаны критерии комплексной оценки качества беспроводных сетей, ориентированные на практические задачи, решаемые с использованием беспроводных сетей. Разработана объектноориентированная потоковая имитационная модель беспроводной сети. Основным отличием модели является использование объектноориентированного подхода для представления составляющих с компонентов и связи между ними. Данный подход обеспечивает архитектурное и функциональное соответствие модели рассматриваемой физической системе, простогу внедрения новых и замены существующих классов объектов без изменения концептуальной структуры модели, возможность настройки параметров и выходных данных модели под задачи исследования. Предложена модель специальной топологии беспроводных сетей бутылочное горло. Выделены области ее применения, проблемы, особенности. Основной особенностью предложенной топологии является ее ориентация на практические задачи, решаемые с помощью беспроводных сетей. Для такой топологии был разработан специализированный протокол маршрутизации. Разработана программная реализация имитационной модели беспроводной сети со сложной структурой, программно реализованы критерии оценки качества передачи данных в беспроводных сетях. Предложен протокол маршрутизации , предназначенный для беспроводных сетей со специальной топологией бутылочное горло. Проведены эксперименты, подтвердившие увеличение эффективности протокола в ряде случаев в два раза по сравнению с базовым протоколом.