Описание алгоритма централизованного выбора головного кластерного узла для гомогенных сенсорных сетей CHS на основе диаграмм Вороного с улучшенными характеристиками энергетической эффективности. Критерий прогнозирования поведения мобильной сенсорной сети.
Аннотация к работе
Разработка алгоритмов выбора головного узла в кластерных беспроводных сенсорных сетях 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций кандидата технических наук Работа выполнена в Санкт-Петербургском университете телекоммуникаций им проф. Защита состоится «______» ___________ 2010 г. в _______часов на заседании диссертационного совета Д.219.004.02 при Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного Совета.Алгоритм LEACH предусматривает вероятностный выбор сенсорного узла на роль головного в начале функционирования сенсорной сети, а впоследствии - ротацию на основе энергетических характеристик сенсорных узлов. Это и алгоритмы, основанные на максимуме остаточной энергии, местоположении узла-кандидата в головной кластерный узел по отношению к другим узлам, информации о топологии сети в текущий момент времени. Это уравнение определяет тот факт, что узел, который был головным в последних интервалах функционирования сенсорной сети, не имеет шансов вовсе или имеет минимальные шансы снова стать головным в рассматриваемом интервале. В алгоритме LEACH, когда предполагается, что каждый член кластера имеет равновероятные шансы стать головным узлом кластера, сеть может выбрать в качестве головного узел, который будет иметь наихудшие показатели по энергосбережению и соответственно по возможности выхода из строя. В этом состоит принципиальная разница с алгоритмом HEED: алгоритм ERA использует ту же схему выбора головного узла, что и LEACH (случайный выбор), но обеспечивает лучший выбор головного узла за счет использования дополнительных параметров, определенных выше.Анализ развития беспроводных сенсорных сетей, интенсивный рост их внедрения показывают, что одной из наиважнейших становится задача обеспечения качества обслуживания при функционировании WSN, что требует разработки новых алгоритмов выбора головного узла в кластере. Для выбора головного узла в кластере возможно и целесообразно использовать методы вычислительной геометрии: диаграммы Вороного и триангуляцию Делоне. На основе диаграммы Вороного и триангуляции Делоне разработан новый алгоритм централизованного выбора головного узла кластера сенсорной сети CHS, в котором для процедуры выбора базовая станция в каждом интервале случайным образом генерирует фрагмент решетки, содержащей смежные повторяющиеся релеевские треугольники. Исследованы вопросы покрытия по периметру, и на основе этого исследования предложен новый алгоритм выбора головного узла в однородной кластерной сети. По результатам моделирования предложенного алгоритма CHSC на языке C#.NET и сравнения его с базовым алгоритмом LEACH доказано, что предложенный алгоритм обеспечивает не только лучшее k-покрытие, но и большее число живущих узлов во времени.