Естественные и Технические науки 2017 январь

Серия «Естественные и Технические науки» # ЯНВАРЬ  2017

В данной работе приведены результаты имитационного моделирования беспроводной сенсорной сети с использованием модели мультимодального нормального распределения узлов на плоскости. Приводятся результаты анализа длин маршрутов, в зависимости от параметров распределения. В результате проведенных исследований выявлено, что распределение длин маршрутов зависит от параметров распределения узлов по территории и при определенных условиях также может иметь мультимодальный характер. Ключевые слова: Беспроводная самоорганизующаяся сеть, мультимодальное распределение, смесь распределений, дисперсия, мода, длина маршрута.

Введение

Современный этап развития общества можно охарактеризовать появлением «трендов». Понятие тренда популяризировано во всех областях жизни: в политике, экономике, моде, питании и, конечно же, в сетях связи. Тренд сетей связи – это концепция Интернета Вещей [1] (в данном случае под термином «тренд» понимается «актуальное направление, развитие»).

Основная задача Интернета Вещей – это создание единой сети, включающей в себя объекты информационного (виртуального) и физического (реального) миров, которая будет обеспечивать взаимодействие объектов между собой. Поэтому, прогнозируя дальнейшее развитие сетей связи, речь идет о десятках триллионов сетевых устройств.[2]

Реализация концепции Интернета вещей выражается в проникновении телекоммуникационных технологий во все сферы деятельности человека.

В настоящее время это выражается в расширении области применения беспроводных сенсорных сетей. [1]

Беспроводные сенсорные сети (БСС) представляют собой самоорганизующиеся сети, состоящие из множества беспроводных сенсорных узлов, распределенных в пространстве и предназначенных для мониторинга и управления характеристиками окружающей среды или объектами, расположенными в ней. [3]

Существуют различные технологии, применяемые на физическом, канальном и сетевом уровнях, которые позволяются реализовывать сети различного масштаба и управлять их конфигурацией. [4]

Структура таких сетей в значительной степени зависит от их целевого назначения и окружающей инфраструктуры. Техническая реализация элементов сети, как правило, такова, что узел сети совмещен с некоторым сенсорным или исполнительным устройством и должен устанавливаться в точке, где требуется съем информации или реализация команд управления. Таким образом, структура сети будет привязана к структуре объекта мониторинга или управления [5].

Наиболее важными характеристиками сети являются связность и время доставки сообщений.Связность сети и длины маршрутов в ней также зависят от количества узлов [6], и их взаимного расположения.

В работах [7] и [8] приведены зависимости этих параметров для случаев равномерного и нормального распределений узлов по обслуживаемой территории.

Как уже отмечалось, в практических задачах узлы сети привязаны к окружающей инфраструктуре, поэтому их распределение по территории может отличаться от рассмотренных случаев. Как правило, инфраструктура,к которой «привязана» сеть имеет некоторое количество объектов мониторинга. Поэтому, реальное распределение не всегда может быть описано равномерным или нормальным (унимодальным) законами.

В качестве примера такой инфраструктуры можно рассмотреть здания городской застройки (рис. 1). Узлы сети размещаются преимущественно внутри зданий, там их плотность достаточно высока, вне зданий плотность узлов значительно меньше.

Читать полный текст статьи …

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кучерявый А.Е., Прокопьев А.В., Кучерявый Е.А.. Самоорганизующиеся сети. СПб, «Любавич», 2011 – 311 с.
2. Гольдштейн Б.С., Кучерявый А.Е. Сети связи пост - NGN. БХВ, С.-Петербург, 2013 - 160 с. .
3. Росляков А.В., Ваняшин С.В., Гребешков А.Ю., Самсонов М.Ю. Интернет Вещей. Самара: ПГУТИ, ООО «Издательство Ас Гард», 2014 - 340 с. .
4. Окунева Д.В. Анализ связности беспроводной самоорганизующейся сети при различном распределении узлов по территории/ Окунева Д.В., Бузюков Л.Б., Парамонов А.И. // Электросвязь. 2016. № 9. с. 58-62. .
5. Окунева Д.В. Исследование характеристик самоорганизующейся беспроводной сети при различных способах размещения узлов / Бузюков Л.Б., Окунева Д.В., Парамонов А.И. //Труды учебных заведений связи. 2016. Т. 2. № 1. с. 28-32. .
6. Nurilloev I. Connectivity Estimation In Wireless Sensor Networks / Nurilloev I., Paramonov A., Koucheryavy A. // Lecture Notes in Computer Science. 2016. Т. 9870. с. 269-277. .
7. Окунева Д.В. Анализ временных параметров обслуживания трафика беспроводной самоорганизующейся сети / Бузюков Л.Б., Окунева Д.В., Парамонов А.И. // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Т. 10. № 10. с. 66-75. .
8. Dao N. Analysis Of Routes In The Network Based On A Swarm Of UAVS / Dao N., Koucheryavy A., Paramonov A. // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2016. Т. 376. с. 1261-1271. .
9. Вадзинский Р.Н. Справочник по вероятностным распределениям. СПб. «Наука» - 2001.- 293.с. .
10. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Вентцель, Е.С. М. : Наука, 1969. – 576 с. .
11. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход / Н. Кристофидес. М. : Мир. 1978. – 430 с.