Найти

Результаты поиска

• СТОХАСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОДВОДНОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СЕНСОРНОЙ СЕТИ, ОСНОВАННАЯ НА ЛУВЕНСКОМ АЛГОРИТМЕ КЛАСТЕРИЗАЦИИ

  А.М. Маевский , В.А. Рыжов , Т. А. Федорова , И. В. Кожемякин , Н.М. Буров

  62-81

  2025-07-24

  Аннотация ▼

  Подводные беспроводные сенсорные сети (ПБСС) играют важную роль в мониторинге океанических процессов, подводной навигации, экологическом контроле и обеспечении безопасности. Однако особенности подводной среды, такие как высокая затухаемость сигналов, ограниченные ресурсы энергии и изменяющаяся топология сети, создают значительные сложности в организации эффективной передачи данных. Для оптимизации работы сети и продления ее срока службы используется метод кластеризации, позволяющий группировать узлы, снижать нагрузку на коммуникационные каналы и повышать энергоэффективность. Однако в условиях выхода из строя узлов сети статическая кластеризация становится неэффективной, что требует внедрения динамической рекластеризации. Процедура перераспределения ролей узлов и перестройки топологии сети позволяет сохранять устойчивость связи и минимизировать потери данных, учитывая энергетически баланс всей сети в целом. В данной работе исследуются современные подходы к кластеризации и рекластеризации в ПБСС с учетом энергетического баланса, вероятности отказов узлов и помех в среде передачи. Развитие адаптивных методов управления ПБСС является актуальной задачей, направленной на повышение надежности, энергоэффективности и долговечности подводных сетей связи. В статье представлена стохастическая кроссуровневая модель для динамических трехмерных ПБСС произвольной топологии. Модель использует: новую технику кластеризации/рекластеризации базирующуюся на лувенском алгоритме, протокол маршрутизации, построенный на методе Дейкстра и метод управления доступом к среде на основе расписания передач (TDMA). Предложенная модель функционирования ПБСС положена в основу разработанного имитационного комплекса, позволяющего проводить оценку эффективности и надежности сети с учетом нарушения связности и уязвимостей для ПБСС различного масштаба и назначения. В рамках исследований выполнен параметрический анализ систематических расчетов функциональных характеристик ПБСС. Результаты анализа показали, что предложенная имитационная модель обеспечивает увеличение времени автономной работы сети и снижение числа потерянных сообщений по сравнению с моделями других авторов.

• ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СХЕМ РЕТРАНСЛЯЦИИ СИГНАЛА В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ ДАТЧИКОВ

  Алалван Амин Раад Джихад, Шаммари Наджм Абед Мандила, Д. А. Мищенко, А. А. Львов , М.С. Светлов

  2021-12-24

  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.