ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СХЕМ РЕТРАНСЛЯЦИИ СИГНАЛА В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ ДАТЧИКОВ
Аннотация
Беспроводные сети датчиков (БСД) активно внедряются в различных системах дис- танционного наблюдения и мониторирования распределенных объектов. БСД обладают целым рядом несомненных достоинств: гибкость, эффективность, относительная деше- визна и возможность быстрого развертывания. Однако обмен информацией и данными производится в БСД с помощью беспроводных каналов связи, подверженных воздействию, как правило, неконтролируемых помех, вызывающих ошибки передачи и даже потерю пе- редаваемых пакетов данных, что представляет собой одну из главных проблем обеспече- ния надежности БСД. Другой не до конца решенной проблемой является неравномерное распределение потребляемой энергии внутри БСД в условиях жестких ограничений и тре- бований к источникам энергии. В настоящее время для предотвращения потерь передавае- мых данных наиболее широко используются две схемы повторной передачи информации – пошаговая и сквозная. Большинство известных исследований, посвященных вопросам надеж- ной передачи данных в БСД с использование этих схем, выполнено экспериментальным пу- тем. Кроме того, до сих пор отсутствуют аналитические методы оценки различных на- дежных транспортных решений, что затрудняет анализ предлагаемых БСД. Поэтому цель настоящей работы – синтез аналитических методов и алгоритмов исследования рабочих характеристик ретрансляционных схем сигналов в БСД. Предлагаются аналитические ме- тоды оценки схем повторной передачи в БСД, основанные на относительно новой теоре- тической базе – сетевом исчислении для сетей с коммутацией пакетов, представляющем собой инструмент определения размеров сети. Сначала вводятся модели трафика, обслу- живания и затрат энергии. На основе этих моделей и сетевых расчетов осуществляются аналитические оценки максимальной задержки времени передачи пакетов и энергоэффек- тивности пошаговой и сквозной повторной передач. По результатам эксперимента срав- ниваются в нескольких сценариях максимальная задержка и наибольшее энергопотребле- ние этих двух схем. Кроме того, максимальная задержка, вычисленная аналитически, сравнивается с результатами моделирования. С помощью предлагаемого метода можно выбрать подходящую схему повторной передачи на основе различных устанавливаемых требований и ограничений.
