| Naslov: | Prometno uravnoteženi usmerjevalni algoritmi za brezžična senzorska omrežja : doktorska disertacija |
|---|
| Avtorji: | ID Benkič, Karl (Avtor)
ID Čučej, Žarko (Mentor) Več o mentorju... 
ID Brešar, Boštjan (Komentor) |
|---|
| Datoteke: |  DR_Benkic_Karl_2010.pdf (8,60 MB)
MD5: 89535F7CCE293BB5FB0CDAEB9B79EC74
PID: 20.500.12556/dkum/898f68d2-bd96-4812-9d0a-ede45cb8fdf8
|
|---|
| Jezik: | Slovenski jezik |
|---|
| Vrsta gradiva: | Doktorska disertacija |
|---|
| Organizacija: | FERI - Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko
|
|---|
| Opis: | Brez i ne komunikacije, kot na primer GSM
tehnologija, WiFi vstopne točke, digitalna televizija in drugo
postajajo v naših ž ivljenjih vedno bolj prisotna. Cenovna dostopnost
komponent in nagel industrijski razvoj je vzpodbudil uporabo
brezžičnih komunikacij tudi v osebne namene (kot primer podajmo samo
GSM telefon in BlueTooth slušalko). Ljudje smo vedno bolj vpeti v
svet komunikacij pa se često tega niti ne zavedamo. Vedno manjše,
cenejše in zmogljivejše komponente so pripomogle k uporabi brezžičnih
komunikacij v prej nepredstavljivih aplikacijah. Eno izmed takšnih
aplikacij predstavljajo tudi brezžična senzorska omrežja (BSO).
Brezžična senzorska omrežja so omrežja, sestavljena iz majhnih,
baterijsko napajanih, pametnih senzorjev sposobnih brezžične
komunikacije. Njihova radijska vidljivost je ponavadi majhna, cena pa
tako nizka, da senzorske enote po uporabi preprosto zavržemo.
Namenjena so spremljanju različnih fenomenov (sezmiologija,
spremljanje habitata, spremljanje požarov, vojaške aplikacije... ).
Med intenzivnejše raziskave brežičnih senzorskih omrežij že od vsega
začetka spadajo raziskave usmerjevalnih algoritmov. Standardni
usmerjevalni algoritmi uporabljeni v standardih IEEE 802.11x zaradi
posebnosti BSO niso uporabni ali pa je njihova uporaba v BSO
nesmiselna (zaradi velike potrošnje procesorskih ali spominskih virov
ter energije). Posledično so raziskave usmerjene v za brezžična
senzorska omrežja posebej prilagojene protokole usmerjanja prometa. V
tezi smo se omejili na raziskave prometno uravnote enih algoritmov, ki
sporočila pošiljajo po najkrajši možni poti (minimalno število etap).
Raziskovali smo usmerjanje v statičnih BSO, kjer senzorji s časom ne
spreminjajo svoje lege ali pa jo spreminjajo v intenziteti, ki ni
bistvena za delovanje algoritmov. Predlagan usmerjevalni protokol je
sestavljen iz dveh algoritmov: BFS algoritma in optimalnega
polprirejanja. Algoritem za izra un minimalnega števila potrebnih
etap, da je sporočilo poslano od vozlišča do bazne postaje je v
bistvu dodelan BFS algoritem. Z BFS algoritmom izračunamo nivo
vsakega vozlišča (nivo predstavlja oddaljenost od bazne postaje v
etapah) v omrežju. Vozlišča iz dveh sosednjih nivojev za potrebe
algoritma iskanja optimalnega polprirejanja predstavimo kot virtualni
dvodelni graf. Teh virtualnih grafov je za ena manj kot število
nivojev vozlišč (n -1). Na vsak kem virtualnem dvodelnem grafu
posebej izračunamo optimalno polprirejanje. Cilj optimalnega
polprirejanja je uravnotežitev prometa med vozlišči. Skupen rezultat
obeh algoritmov je topologija imenovana topologija prirejanja.
Topologija prirejanja je v bistvu vpeto drevo, ki ga uporablja
protokol usmerjanja. Kvaliteto uravnotežitve na vseh nivojih vpetega
drevesa ocenimo po metriki faktorja uravnotežitve (Chebyshevo sumo).
V delu predlagamo tudi nov, hitrejši algoritem za izračun optimalnega
polprirejanja. Eksperimenti so pokazali, da je izvajanje algoritma
vsaj 15 % hitrejše kot pri ostalih, do sedaj znanih algoritmih. Za
testiranje in simuliranje usmerjevalnega protokola smo uporabili
standardni MAC protokol (IEEE 802.15.4), temelje na CSMA-CA
izmikanju kolizij, kateremu smo dodali e RTS/CTS kontrolne okvirje.
Za potrditev teze smo uporabili simulacijsko okolje OPNET kjer smo
razvili model prototipa brezžičnega senzorskega vozlišča
SPaRCMosquito razvitega v laboratoriju. Rezultati simulacij so
potrdili, da protokol zaradi svojega načina delovanja pripomore k
manj i porabi energije celotnega senzorskega omre ja in kraj im
latentnim časom sporočil poslanih od senzorskih vozlišč do bazne
postaje. Predlagan usmerjevalni algoritem |
|---|
| Ključne besede: | brezžična senzorska omrežja, protokoli usmerjanja, teorija grafov, uravnoteževanje obremenitev |
|---|
| Kraj izida: | Maribor |
|---|
| Založnik: | [K. Benkič] |
|---|
| Leto izida: | 2010 |
|---|
| PID: | 20.500.12556/DKUM-16342 |
|---|
| UDK: | 681.586.5:621.396(043.3) |
|---|
| COBISS.SI-ID: | 14454806 |
|---|
| NUK URN: | URN:SI:UM:DK:DTJABQA0 |
|---|
| Datum objave v DKUM: | 12.10.2010 |
|---|
| Število ogledov: | 3494 |
|---|
| Število prenosov: | 275 |
|---|
| Metapodatki: |    |
|---|
| Področja: | KTFMB - FERI
|
|---|
|
:
|
Kopiraj citat |
|---|
| | | | Skupna ocena: | (0 glasov) |
|---|
| Vaša ocena: | Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom. |
|---|
| Objavi na: |  |
|---|
Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše
podrobnosti ali sproži prenos. |
