WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«Али ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАФИКА И ПРОТОКОЛОВ МАРШРУТИЗАЦИИ В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ ...»

На правах рукописи

Мутханна Аммар Салех Али

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАФИКА И ПРОТОКОЛОВ МАРШРУТИЗАЦИИ В

БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ

05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Самара – 2016

Работа выполнена на кафедре сетей связи и передачи данных (ССиПД) Федерального

государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «СанктПетербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. БончБруевича» (ФГБОУ ВО СПбГУТ).

Научный руководитель: Кучерявый Андрей Евгеньевич доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сетей связи и передачи данных (ССиПД) СанктПетербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (СПбГУТ)

Официальные оппоненты: Никульский Игорь Евгеньевич доктор технических наук, доцент, ОАО “ЦНПО “Ленинец”, Гл. специалист, зам главного конструктора, г. Санкт-Петербург Буранова Марина Анатольевна к.т.н., доцент кафедры мультисервисных сетей и информационной безопасности ФГБОУ ВО «Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики» (ПГУТИ), г. Самара

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт связи" Санкт-Петербургский филиал "Ленинградское отделение центрального научно-исследовательского института связи" ФГУП ЦНИИС – ЛО ЦНИИС, г.



Санкт-Петербург.

Защита диссертации состоится «29» ноября 2016 г. В 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 219.003.02 при ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ПГУТИ) по адресу: 443010, г. Самара, ул., Льва Толстого, д. 23, конференц-зал корпуса № 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ПГУТИ):

https://www.psuti.ru/ru/science/dissertation_councils/announcements/muthanna-ammar-saleh-alidissertaciya-na-soiskanie Автореферат разос

–  –  –

Учёный секретарь диссертационного совета Д219.003.02 доктор технических наук, профессор Тяжев Анатолий Иванович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы диссертации. Концепция Интернета Вещей все более и более определяет развитие сетей связи как в настоящее время, так и в перспективе. Наиболее масштабным приложением концепции Интернета Вещей являются беспроводные сенсорные сети (БСС). Вследствие потенциально широкого применения БСС во всех областях жизнедеятельности человека их еще называют всепроникающими сенсорными сетями. БСС относятся к классу самоорганизующихся сетей, для которых по сравнению с традиционными инфраструктурными сетями существенно видоизменяются принципы построения, протоколы маршрутизации, параметры качества обслуживания, модели и характеристики трафика и т.д.

При создании БСС широкое использование нашли методы кластеризации, множество исследований посвящается проблемам выбора головного узла кластера. Появляются все новые протоколы маршрутизации, что связано с широким внедрением БСС и множеством решаемых ими разнообразных задач. В качестве параметров эффективности функционирования БСС используются такие новые для сетей связи метрики как длительность жизненного цикла и доля покрытия пространства. Трафик в БСС представляется как самоподобный с различными значениями параметра Хёрста в зависимости от приложения.

Важное место в современных исследованиях в области сетей и систем связи занимают также сети связи пятого поколении 5G. В этих сетях появился новый вид взаимодействия устройство-устройство D2D (Device – to – Device), близкий по своей сути к взаимодействию сенсорных узлов. Это позволяет в рамках диссертационной работы с использованием полученных результатов по БСС оценить эффективность применения различных протоколов и для сетей 5G.

Все вышесказанное позволяет утверждать, что диссертационная работа, направленная на исследование характеристик трафика и протоколов маршрутизации в беспроводных сетях, является актуальной.

Степень разработанности темы. Характеристики трафика и протоколы маршрутизации всегда являлись важнейшими объектами исследований для любых сетей связи. Для беспроводных сенсорных сетей известны работы А.Е. Кучерявого, А.И. Парамонова, А.В. Прокопьева, А.П. Пшеничникова, А.И. Выборновой, Р.В. Киричка, Е.А. Кучерявого, Д.А. Молчанова, В.А. Мочалова, I.F. Akyildiz, L.Z. Shelby, W. Heinzelman, A. Dunkels, J.Hosek.

В этих работах были определены характеристики трафика для телеметрической и медицинской информации в БСС, дана классификация и определены характеристики трафика для сетей машина-машина M2M, разработаны модели трафика при использовании БСС для слежения за целью, для летающих сенсорных сетей, для отказоустойчивых БСС. Вопросам же моделей трафика и его характеристикам для БСС при передаче изображений до настоящего времени внимания не было уделено. Точно также неисследованными до настоящего времени остались вопросы эффективного выбора протоколов маршрутизации как для БСС с различной плотностью сенсорных узлов, так и для сетей 5G. На решение указанных задач и направлена диссертационная работа.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы состоит в исследовании трафика БСС при передаче изображений, а также протоколов маршрутизации для БСС с различной плотностью сенсорных узлов и для сетей 5G при взаимодействии D2D.

Цель диссертационной работы достигается последовательным решением следующих задач:

1. Анализ существующих моделей трафика и протоколов маршрутизации для БСС.

2. Разработка моделей и исследование характеристик трафика для БСС при передаче черно-белых и цветных изображений.

3. Разработка моделей и исследование характеристик трафика для гетерогенных БСС.

4. Разработка системы моделирования для БСС на основе симулятора COOJA.

5. Исследование эффективности использования протоколов AODV и RPL для БСС с различной плотностью сенсорных узлов.

6. Исследование эффективности использования протоколов AODV и DSDV для сетей связи пятого поколении при взаимодействии устройство – устройство D2D.

Предмет исследования. Беспроводные сенсорные сети и сети 5G.

Объект исследования. Модели и характеристики трафика в БСС, протоколы маршрутизации для БСС и 5G.

Научная новизна. Основными новыми научными результатами являются следующие:

1. При исследовании разработанных моделей доказано, в отличие от известных ранее результатов, что трафик гетерогенной БСС при передаче черно-белых и цветных изображений совместно с телеметрией имеет самоподобный характер со средней степенью самоподобия. Установлено также, что функции распределения объема данных при передаче через БСС для цветных и черно-белых изображений представляют собой гамма-распределения и определены их параметры, что ранее было неизвестно.

2. Выявлено явление наличия выраженного максимума функции зависимости коэффициента Хёрста суммарного трафика гетерогенной БСС от доли сенсорных узлов, передающих изображения или телеметрическую информацию, в общем числе сенсорных узлов БСС.

3. Доказано, в отличие от известных ранее результатов, что протокол RPL обеспечивает меньшее число шагов при передаче пакетов, чем протокол AODV для БСС с относительно большой плотностью сенсорных узлов, что уменьшает время доставки сообщения, а также, что для сетей связи пятого поколения при взаимодействии устройство – устройство D2D протокол AODV обеспечивает меньше число шагов, чем протокол DSDV.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы состоит, прежде всего, в разработке новых моделей трафика для БСС с сенсорными узлами, передающими черно-белые и цветные изображения совместно с телеметрической информацией. При исследовании разработанных моделей найдены неизвестные ранее характеристики трафика при передаче черно-белых и цветных изображений в БСС, а также обнаружено явление наличия максимума у функции зависимости параметра Хёрста от доли различных сенсорных узлов в гетерогенной БСС.

Кроме того, доказано, что протокол RPL обеспечивает меньшее число шагов при передаче информации в БСС с относительно высокой плотностью сенсорных узлов, чем широко применяемый протокол AODV. Для сетей 5G доказано, что при взаимодействии устройство – устройство D2D протокол AODV обеспечивает меньше число шагов, чем протокол DSDV.

Практическая ценность работы, как и большинства работ в области трафика, состоит в обеспечении процесса планирования БСС адекватными моделями трафика.

Кроме того, результаты диссертационной работы позволяют обеспечить обоснованный выбор протоколов маршрутизации как для БСС, так и для сетей 5G.

Большое самостоятельное практическое значение для научно-исследовательских работ и процесса обучения имеет разработанная автором система моделирования БСС на основе симулятора COOJA с дополнительными возможностями по использованию библиотек языка Python.

Результаты диссертационной работы используются в СПбГУТ им. проф. М.А. БончБруевича при чтении лекций, проведении практических занятий и лабораторных работ по курсам “Современные проблемы науки в области телекоммуникаций” и “Интернет Вещей и самоорганизующиеся сети”.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных в диссертации задач использовались методы теории телетрафика, математической статистики, теории вероятностей, имитационного моделирования.

Положения, выносимые на защиту.

1. Свойство и степень самоподобия трафика гетерогенной БСС при передаче чернобелых и цветных изображений совместно с телеметрией. Представление функций распределения объема данных при передаче через БСС для цветных и черно-белых изображений посредством гамма-распределения.

2. Явление выраженного максимума функции зависимости коэффициента Хёрста суммарного трафика в гетерогенной БСС от доли сенсорных узлов, передающих изображения или телеметрическую информацию, в общем числе сенсорных узлов БСС.

3. Рекомендации по выбору протокола маршрутизации для БСС с различной плотностью узлов и для сетей связи пятого поколения при взаимодействии D2D.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность результатов работы подтверждается корректным применением математического аппарата, результатами имитационного моделирования и широким спектром публикаций и выступлений как на российских, так и на Международных конференциях:

Internet of Things and its Enablers (INTHITEN) (июнь2013), The 16th International Conference on Advanced Communication Technology ICACT 2014 (январь 2014),6th International Congress on UltraModern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT) 2014 (октябрь2014), The 15th International Conference NEW2AN/ruSMART 2015 (август/2015), на 67-й, 68-й, 69-й научно-технических конференциях посвященных Дню радио (апрель 2012, апрель 2013, апрель 2014 соответственно), Семинар Инфокоммуникационные технологии в цифровом мире, ЛЭТИ (декабрь 2012), II Международная научно-техническая и научно-методическая конференция “Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании”,Санкт–Петербург (март 2013), 3 Международная научно-техническая и научно-методическая конференция “Актуальные проблемы инфокоммуникаций в науке и образовании” (март 2014), а также на заседаниях кафедры “Сетей связи и передачи данных” СПб ГУТ.

Публикации. Материалы, отражающие основные результаты диссертационной работы, опубликованы в отраслевых журналах, сборниках трудов конференций. Всего опубликовано 16 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации, 1 в Springer и 3 в трудах IEEE конференций, реферируемых в ведущих базах данных.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает содержание, введение, четыре главы и приложение, библиографический список из 101 наименований и 4 приложения.

Диссертация изложена на 130 страницах текста, включая 48 рисунков.

Личный вклад автора. Все результаты диссертационной работы получены автором самостоятельно и соответствуют пунктам 1,2,4,11,14 паспорта специальности 05.12.13.

Краткое содержание работы

Во введении приведено обоснование актуальности темы исследования, проанализированы достижения в предметной области исследований, определены цель и задачи работы, представлены основные научные результаты, полученные в диссертации, сформулированы теоретическая и практическая ценность работы, даны сведения об апробации работы и публикациях, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертационной работы приведен анализ существующих моделей трафика и протоколов маршрутизации для беспроводных сетей.

Развитие технологий БСС является одним из направлений, ведущим к увеличению абонентского трафика за счет роста числа потенциальных источников трафика.

Маршрутизация в беспроводных сенсорных сетях очень важна, поскольку большинство приложений, разработанных для запуска таких типов сетей, основано на процессе коммуникации внутри узла, а также процессе передачи данных от отдельных узлов до центральной точки сбора. Проанализированы протоколы маршрутизации для данных сетей, а также рассмотрены новые протоколы для сетей с низким энергопотреблением. Поскольку топология беспроводных сенсорных сетей может быть довольно динамичной, то логично рассмотреть возможность использования протоколов маршрутизации MANET. Показано, что одним из самых широко используемых протоколов маршрутизации для БСС является протокол AODV (Ad Hoc On Demand Distance Vector), в качестве протоколов маршрутизации также проанализированы протокол динамической маршрутизации DSDV (Destination Sequenced Distance Vector) и протокол динамической маршрутизации от источника Dynamic Source Routing (DSR), и рассмотрены принципы их построения и возможности применения для БСС.

Беспроводную сенсорную сеть также называют сетью с низким потреблением энергии (LLNs–Low power and Lossy Networks), которая относится к классу сетей, состоящих из устройств с коммуникационной инфраструктурой, предназначенной для мониторинга физических или экологических условий. В 2008-2009 годах появилась возможность использовать протокол IPv6 в сетях LLN благодаря разработке спецификации 6LoWPAN. IPv6 является более подходящим протоколом для потребностей БСС, чем IPv4. Для взаимодействия по протоколу IPv6 поверх маломощных беспроводных персональных сетей стандарта IEEE 802.15.4 в рабочей группе IETF и был разработан стандарт 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks). После этого некоторые рабочие группы начали переходить на IPv6 для сетей LLNs, например в IETF есть две рабочих групп, первая IETFWGROLL, в которой был разработан протокол сетевого уровня Routing Protocol for LLNs (RPL), и вторая рабочая группа CoRE, в которой был разработан протокол прикладного уровня Constrained Application Protocol (CoAP).

Во второй главе диссертационной работы исследованы потоки трафика для приложений передачи изображений – цветных и черно-белых. Для оценки требуемого объема данных для передачи были выбраны по тысяче разных цветных и черно-белых снимков с различными сценами, отснятыми на разные камеры. На основе этих статистических данных определены законы распределения для объема передаваемой информации как для цветных, так и для черно-белых изображений. Гистограммы распределения объема данных для цветных изображений формата JPG и для черно-белых изображений PNG показаны на рисунке 1. Функции плотности вероятности этих распределений соответствуют гамма-распределению, что было установлено при использовании критерия Колмогорова-Смирнова.

–  –  –

Далее в главе исследуются характеристики трафика передачи изображений в беспроводных сенсорных сетях. Для этой цели был разработан скрипт языка программирования Python для автоматизации процессов и генерирования случайных данных, таких как координаты местоположения сенсорных узлов, время начала телеметрического сообщения, интервал между сообщениями, размер передаваемого изображения и т.д. Как только все данные в Python сгенерированы, они импортируются в интерпретатор NS-2 для непосредственного выполнения. Результаты работы NS-2 представляются в виде файла Trace, содержащего информацию о всех пакетах, отправленных в моделируемую сеть.

Каждая запись содержит информацию о временной метке, типе пакета, адресе источника, пункте назначения сообщения, а также другую дополнительную информацию. Анализируя файл, строка за строкой, можно получить всю необходимую информацию для определения параметров потоков трафика.

Данные о количестве пакетов используются для расчета коэффициента Хёрста, который характеризует степень самоподобия потоков трафика. Есть несколько способов для расчета коэффициента Хёрста, в диссертационной работе был выбран самый распространенный - метод анализа графика изменения дисперсии.

Определение коэффициента Хёрста иллюстрируется на рис. 2 для потоков цветных и черно-белых изображений.

Рис.2. Определение коэффициента Хёрста для потока цветных и черно-белых изображений По результатам моделирования было установлено, что значение коэффициента Хёрста для цветных изображений составило H=0,768, а для черно-белых H=0,785. Таким образом, потоки трафика в беспроводных сенсорных сетях для приложений передачи цветных и черно-белых изображений являются самоподобными со средней степенью самоподобия.

В главе приводятся также результаты имитационного моделирования БСС для определения зависимости коэффициента Хёрста агрегированного потока от интенсивности составляющих его потоков (числа узлов, передающих изображения, и числа узлов, передающих телеметрическую информацию).

Результаты моделирования показаны на рисунке 3, для черно-белых изображений результаты показываются как «х», а для цветных - как «O».

Рис.3. Коэффициент Хёрста как функция от числа узлов, передающих изображения

Предлагается два возможных объяснения факта изменения коэффициента Хёрста от изменения интенсивности доли разнородных источников трафика в БСС.

Разработана аналитическая модель для вычисления коэффициента Хёрста суммы двух разнородных потоков трафика в сети и доказано, что при определенных зависимостях коэффициента Хёрста от интенсивности каждого из потоков, суммарная зависимость может приобретать вид, полученный ранее с помощью имитационного моделирования.

В этом подходе рассматривается зависимость коэффициента Хёрста объединенного потока от узлов, передающих телеметрию и от узлов, передающих изображения. Для объяснения данного явления рассмотрим ковариационные функции трех потоков: W1(t),W2(t) и W(t).

Одним из свойств самоподобных процессов является гиперболически затухающая ковариационная функция:

–  –  –

где L(t) – медленно меняющаяся на бесконечности функция (для упрощения возьмем L=const).

Как было показано выше, W1(t) и W2(t) обладают свойством самоподобия.

Представим коэффициент Хёрста для этих процессов как функцию от числа объединяемых источников:

1 = 1 () 2 = 2 () Данные потоки также объединяются в один, причем по условиям моделирования сумма значений I и J является константой, то есть при увеличении числа источников первого типа I уменьшается число источников второго типа J:

+ =

Ковариационная функция суммы двух независимых процессов равна:

() = 1 () + 2 ()

Тогда исходя из (1), получим:

–  –  –

Можно показать, что для некоторых видов функций h1(x) иh2(x), функция h(x) будет иметь максимум.

Например, если функции h1(x) и h2(x) являются экспоненциальными:

(1,2) () = (1,2) (1 (1,2) ) При значениях (1,2)0,1, k(1,2)1, L и L(1,2)1, и N=55 функция h(x) объединенного потока будет иметь выраженный максимум, как показано на рисунке 4.

Следует отметить, что экспоненциальный вид функций h1(x) иh2(x) является не единственным видом данных функций, который приведет к возникновению максимума у функции h(x). Так, наличие максимума у одной из функций h1(x),h2(x) также может привести к данному явлению.

Рис. 4– Зависимость коэффициента Хёрста объединенного потока от числа узлов при экспоненциальном виде зависимостей коэффициента Хёрста слагаемых.

–  –  –

Таким образом, в случае высокой нагрузки распределение интервалов времени между заявками на выходе системы будет определяться функцией распределения времени ожидания и функцией распределения времени обслуживания (). Если сделать допущение, что вероятность постановки заявки в очередь стремится к единице, то распределение интервалов времени между заявками на выходе системы будет определяться функцией распределения времени обслуживания (). Приведенные рассуждения позволяют предположить, что свойства потока заявок на выходе СМО будут зависеть от интенсивности нагрузки. При малой нагрузке свойства выходного потока в значительной степени будут определяться свойствами входного потока, а при высокой нагрузке свойствами системы обслуживания.

На рис.5 приведены зависимости отношения дисперсий интервалов времени между пакетами выходного и входного потоков от интенсивности нагрузки при постоянном времени обслуживания, полученные с помощью имитационного моделирования. Первая из зависимостей приведена для простейшего потока (экспоненциальное распределение интервалов), вторая для самоподобного потока (распределение Парето). Как видно из графика, при относительно малой интенсивности нагрузки (от 0 до 0,2 Эрл) дисперсии входного и выходного потоков близки (отношение близко к единице). При увеличении интенсивности нагрузки отношение дисперсий стремится к нулю по причине уменьшения дисперсии выходного потока, которая стремится к дисперсии времени обслуживания (для постоянного времени обслуживания дисперсия равна нулю).

Рис.5 Зависимость изменения дисперсий интервалов между заявками выходного и входного потоков от интенсивности нагрузки для различных потоков В третьей главе диссертационной работы разработан комплекс программного обеспечения, который включает COOJA симулятор, результаты в формате xml, среду на базе языка программирования Python с библиотеками для математических расчетов NumPy, SciPy и средством визуализации Matplotlib.

Устройства с Contiki часто функционируют в качестве узлов крупных беспроводных сетей. Разработка и отладка программного обеспечения для таких сетей является трудоемкой задачей. COOJA — симулятор сетевых процессов Contiki - упрощает данную процедуру, предоставляя пользователю функции моделирования устройств и сетей. Моделируемый узел в COOJA имеет три основных свойства: данные в памяти, тип узла и его комплектующие.

Тип узла определяет общие свойства для узлов. Например, узлы одного типа запускают единый программный код на одинаковой моделируемой аппаратной архитектуре.

Одной из отличительных особенностей COOJA от других симуляторов (NS2, TOSSIM, AVRORA) является то, что COOJA позволяет одновременно контролировать три различных уровня:

сетевой уровень, уровень операционной системы и уровень инструкций машинных кодов.

COOJA может выполнять программы Contiki двумя различными способами: либо как скомпилированный код прямо на хосте CPU, либо запуск на эмуляторе микропроцессора TIMSP430.

Разработаны также инструменты моделирования, которые включают в себя базовые сценарии моделирования БСС на языке программирования С++ со всеми необходимыми функциями для генерации трафика и автоматизации, скриптами, написанными на языке программирования Python и использованными для генерации случайных координат, случайных отметок времени для запуска и остановки, и другие переменные генерации. Одним из преимуществ использования разработанного инструмента является возможность создания полностью автоматического моделирования для БСС.

В четвертой главе диссертационной работы с помощью моделирования в среде COOJA, поддерживаемой операционной системой CONTIKI разработанной специально для БСС, проведено сравнение широко используемого протокола AODV и нового протокола RPL в зависимости от плотности узлов БСС. По результатам моделирования были получены эмпирические распределения и их аппроксимация для N шагов, которые показаны на рис.6.

Рис.6 Аппроксимация эмпирического распределения числа шагов для протоколов маршрутизации RPL и AODV при a) 10, b) 50 и c) 100 узлах Результаты моделирования показывают, что для сетей с малым количеством узлов среднее количество шагов от удаленного узла до маршрутизатора примерно равно в независимости от выбранного протокола маршрутизации RPL или AODV. Однако при увеличении числа узлов протокол RPL показывает лучшие результаты с меньшим количеством шагов по сравнению с протоколом AODV. Среднее число шагов при использовании протокола RPL в сети из 50 узлов меньше в 3.3 раз, а в сети из 100 узлов в 2.2 раз, по сравнению с протоколом AODV.

В главе также рассмотрен вопрос о прямой связи между конечными устройствами в сетях 5G, проанализированы их типы в лицензированном и в нелицензированном спектре частот. Для выбора протоколов маршрутизации для сетей пятого поколении 5G при взаимодействии устройство – устройство D2D, проведено моделирование в NS-3, в котором два протокола маршрутизации, изначально разработанные для MANET сетей, были использованы для передачи трафика между конечными устройствами. Протоколы AODV и DSDV были реализованы с использованием пакета программ NS-3.

На рисунке 7 показано, протокол AODV является более подходящим для сетей 5G при взаимодействий D2D коммуникации по сравнению с протоколом DSDV. Эти результаты показывают, что использование протоколов маршрутизации MANET, в случае когда сотовая сеть/инфраструктура становится недоступной, является перспективным подходом.

Рис. 7. Число шагов при использовании протоколов AODV и DSDV.

В Приложениях к диссертационной работе приведены исходные тексты части разработанных скриптов и акты внедрения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении приводятся основные результаты диссертационной работы:

1. На основе статистических данных определены законы распределения для объема передаваемой информации как для цветных, так и для черно-белых изображений.

2. Доказано, что потоки трафика в гетерогенных БСС для передачи цветных и черно-белых изображений совместно с телеметрией являются самоподобными со средней степенью самоподобия.

3. Определены значения параметра Хёрста для гетерогенных сетей при передаче цветных изображений H=0.768 и при передаче черно-белых изображений H=0.785.

4. При моделировании выявлено, что функция зависимости коэффициента Хёрста от числа сенсорных узлов, передающих изображения, имеет ярко выраженный максимум. Результаты моделирования подтверждены аналитическими исследованиями характеристик объединения потоков с различными значениями параметра Херста, а также анализом поведения систем массового обслуживания в условиях перегрузок.

5. Проанализированы возможности протокола маршрутизации RPL, построенного на основе направленных ациклических графов DODAG (Destination Oriented Directed Acyclic Graph) для использования в БСС, в том числе с большой плотностью сенсорных узлов.

6. Многообразие задач в области моделирования для БСС привело к необходимости разработки специализированного инструментария для имитационного моделирования - симулятора COOJA. В диссертации разработана новая система моделирования на основе симулятора COOJA и языка программирования Python.

7. Доказано, в отличие от известных ранее результатов, что протокол RPL обеспечивает меньшее число шагов при передаче пакетов, чем протокол AODV, для БСС с относительно большой плотностью, что уменьшает время доставки сообщения.

8. Доказано, в отличие от известных ранее результатов, что для сетей связи пятого поколения при взаимодействии устройство – устройство (D2D) протокол AODV обеспечивает меньше число шагов, чем протокол DSDV.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные статьи, опубликованные в изданиях, включенных в перечень ВАК:

[1] Мутханна А.С Модели трафика для приложений передачи изображений во всепроникающих сенсорных сетях / Мутханна А.С. Прокопьев А.В. // Электросвязь. - 2013. - № 1. - С.

28-31. - Биб-лиогр.: с. 31 (17 назв.).

[2] Мутханна А.С. Сравнение протоколов маршрутизации для всепроникающих сенсорных сетей / Мутханна А.С.// Электросвязь. 2014. № 9. С. 5-10.

[3] Мутханна А.С. Исследование перегрузок во всепроникающих сенсорных сетях/ Мутханна А.С., А.И.Выборнова, А.И.Парамонов.//Электросвязь. - 2016.-№ 1.

Научные статьи (доклады), индексируемые в международных базах данных

Scopus и/или Web of Science:

[4] Muthanna A. Ubiquitous Sensor Networks Traffic Models for Image Applications / Koucheryavy A., Muthanna A., Prokopiev A.// Internet of Things and its Enablers (INTHITEN). Conference, State University of Telecommunication, St. Petersburg, Russia, June 3-4, 2013. Proceedings.

[5] Muthanna A. The mixed telemetry/image USN in the overload conditions / Muthanna A., Prokopiev A., Koucheryavy A. // Proceedings,. Conference on Advanced Communication Technology, 2014. – ICACT 2014. Phoenix Park, Korea. PP.475 - 478 [6] Muthanna A. Comparison of protocols for Ubiquitous wireless sensor network / Muthanna A., Prokopiev A., Paramonov, Koucheryavy A. // 6th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), St. Petersburg, Russia, 2014, PP.

334 - 337.

[7] Muthanna A. Suitability of MANET Routing Protocols for the Next-generation National Security and Public Safety Systems./ A., Masek, K., Muthanna A., Hosek/ 15th International Conference, NEW2AN/ruSMART 2015, St. Petersburg, Russia, August 26-28, 2015. Proceedings, 9247 LNCS, PP. 242-253.

Научные статьи в журналах, включенных в РИНЦ и доклады в материалах научных конференций:

[8] Мутханна А.С. CONTIKI – Операционная система для Интернета вещей / Мутханна А.С. // В сборнике: Актуальные проблемы инфокоммуникаций в науке и образовании Материалы конференции: сборник научных статей. 2014. С. 304-308. [Электронный ресурс], режим доступа: http://sut.ru/doci/nauka/iiiapino2014.pdf [9] Мутханна А.С. Сравнительный анализ протоколов маршрутизации RPL и AODV / Мутханна А.С., Прокопьев А.В., Кучерявый А.Е. // В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании II Международная научно-техническая и научнометодическая конференция. Санкт–Петербург, 2013. С. 167-171.

[10] Мутханна А.С. Использование Cooja для моделирования беспроводных сенсорных сетей /Мутханна А.С. // 69-я научно-техническая конференция посвященная Дню радио. Апрель 2014.

[11] Мутханна А.С. Исследование нагрузки в сетях Интернета вещей / Мутханна А.С., Прокопьев А.В., Кучерявый А.Е. // 67-я научно-техническая конференция посвященная Дню радио. Апрель 2012.

[12] Мутханна А.С. Новый протокол маршрутизации RPL / Мутханна А.С., Прокопьев А.В., Кучерявый А.Е. // Семинар Инфокоммуникационные технологии в цифровом мире, ЛЭТИ, 2012.

[13] Мутханна А.С. Исследование симулятора NS3 для моделирования протокола маршрутизации RPL / Мутханна А.С., Прокопьев А.В., Кучерявый А.Е. // 68-я научнотехническая конференция посвященная Дню радио. Апрель 2013.

[14] Мутханна А.С. Сравнение протоколов маршрутизации беспроводной сенсорной сети / Мутханна А.С., Прокопьев А.В., Кучерявый А.Е. // 69-я научно-техническая конференция посвященная Дню радио. Апрель 2014.

[15] Мутханна А.С. D2D - коммуникации в сетях мобильной связи пятого поколения 5G/ Мутханна А.С., Кучерявый А.Е. // Информационные технологии и телекоммуникации, СПБГУТ (Санкт-Петербург) ISSN: 2307-1303, С. 51-63. [Электронный ресурс], режим доступа: http://www.sut.ru/doci/nauka/review/4-14.pdf [16] Мутханна А.С. Исследование распределения расстояний между соседними пользователями D2D в сети 5G/ Мутханна А.С., Кучерявый А.Е.// Информационные технологии и телекоммуникации, СПБГУТ (Санкт-Петербург) ISSN: 2307-1303, С. 123-127. [Электронный ресурс], режим доступа: http://www.sut.ru/doci/nauka/review/1-15.pdf.

Похожие работы:

«103 УДК 665.642.2 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА ВИСБРЕКИНГА В СОСТАВЕ КОМБИНИРОВАННЫХ СХЕМ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Ахмадова Х.Х., Абдулмежидова З.А. Грозненский государственный нефтяной институт, г. Грозный...»

«• совершенствование механизмов применения общероссийских классификаторов в российской экономике;• гармонизация общероссийских классификаторов с международными экономическими классификациями. К...»

«БОЛЬШОЕ СПАСИБО Дмитрию Орлову ака EagleB3 и AudiS6 за помощь в написании этой статьи. Расходомеры воздуха Механический расходомер воздуха (Трубка Вентури). • Принцип работы механического расходомера основан на том, что поступающий воздушны...»

«Отзыв официального оппонента доктора технических наук Соколова Юрия Алексеевича на диссертационную работу Доан Ван Фука "Моделирование и исследование процессов получения загото...»

«Технические данные Усовершенствованные сервисные модули Cisco Enhanced EtherSwitch для маршрутизаторов Cisco серий 2900 и 3900 Применение усовершенствованных сервисных модулей Cisco...»

«ISSN 2075-9908 Историческая и социально-образовательная мысль. 2012. № 5 (15) УДК 81’371 Климентьева Амина Даниловна Klimentyeva Amina Danilovna преподаватель кафедры английского языка Lecturer of the Department of the English Language и технического перевода естественного института and Te...»

«ИНСТРУКЦИЯ ПО МОНТАЖУ КРЫШКИ В КУЗОВ АВТОМОБИЛЯ 117593, г. Москва, Литовский бул. 19, 1 под. 1 этаж, кн. "Офис" Тел.: (495) 514-35-63, 427-59-11,(915) 215-86-88 E-mail: stavny@stavny.ru, http://www.stavny.ru Комплектаци...»

«Научный журнал КубГАУ, №120(06), 2016 года 1 УДК 378.603 UDC 378.603 05.00.00 Технические науки Technical sciences АНАЛИЗ ФАКТОРОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ANALYSIS OF FACTORS AND INDICATORS ВЛИЯНИЯ ИНТЕРН...»

«ISSN 0536 – 1036. ИВУЗ. "Лесной журнал". 2005. № 5 31 УДК 630*68 Романов Г.Е. Романов Григорий Евгеньевич родился в 1953 г., окончил в 1976 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат экономических наук, доцент кафедры лесного хозяйства Петрозаводского государственного университета. Имеет более 30 печатных работ...»

«Переносный прибор поиска и анализа частичных разрядов при помощи акустического датчика AR100 Руководство эксплуатации г. Пермь Содержание Описание прибора. Основные технические данные. 1.1 Комплект поставки. 1.2 Внешний вид и органы управления при...»









 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.