Παραμετροποιήσιμος Αλγόριθμος Ομαδοποίησης Συσκευών Με Κριτήρια Ενέργειας, Κινητικότητας Και Ενδιαφέροντος Επικοινωνίας Για Τη Δημιουργία Αποτελεσματικών Δικτύων Δημόσιας Ασφάλειας

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αλγόριθμου ο οποίος διαχειρίζεται την οργάνωση κινητών συσκευών, με σκοπό την δημιουργία ενός εκτεταμένου ασυρμάτου δικτύου που θα εξυπηρετεί αποτελεσματικά την ανάγκη για επικοινωνία σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Η εξασφάλιση της απρόσκοπτης λειτουργίας των δικτύων δημοσίας ασφάλειας ακόμα και σε περιπτώσεις απώλειας μέρους τους δικτύου κορμού, η ταχεία ανάκαμψή και η διασφάλιση της άμεσης και ταχείας επικοινωνίας μεταξύ των διασωστικών φορέων, των οργάνων επαναφοράς της τάξης ή μεταξύ οποιαδήποτε άλλης ομάδας με αυξημένο ενδιαφέρον επικοινωνίας, είναι μερικά από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά που πρέπει να διαθέτουν. Ταυτόχρονα, η ιδιαίτερα αυξημένη κινητικότητα των συσκευών που παρατηρείται συχνά σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, επιβάλει στον σχεδιαστή τέτοιων δικτύων να συμπεριλάβει μηχανισμούς διαχείρισης της κινητικότητας αυτής κατά την λήψη αποφάσεων δημιουργίας, οργάνωσης και συντήρησης του δικτύου. Μια ακόμα παράμετρος που είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη είναι το ενεργειακό προφίλ των τερματικών συσκευών του ασυρμάτου δικτύου που αναπτύσσεται καθώς η πλειοψηφία τον κόμβων βασίζεται αποκλειστικά σε μπαταρίες για την παροχή της απαιτούμενης ενέργειας λειτουργείας και ως εκ τούτου έχει περιορισμένα αποθέματα. Από την άλλη πλευρά, ένα ακόμα ενδιαφέρον στοιχείο των δικτύων δημόσιας ασφάλειας που αποτέλεσε πρόκληση κατά την σχεδίαση ήταν η ετερογενής φύση του δικτύου που απαρτίζεται από ένα ευρύ φάσμα τερματικών συσκευών με διαφορετικά χαρακτηριστικά και ενεργειακές δυνατότητες. Για να αναπτύξουμε μια λύση που ανταποκρίνεται στους περιορισμούς που περιεγράφηκαν παραπάνω, θεωρήθηκε σκόπιμο οποιαδήποτε περαιτέρω σχεδίαση να βασισθεί στο μοντέλο των δικτύων συσκευής με συσκευή. Η κύρια συνεισφορά της εργασίας αυτής η οποία λαμβάνει την μορφή μιας αλγοριθμικής λύσης για την ομαδοποίηση των συσκευών με σκοπό την δημιουργία ενός δικτύου συσκευής με συσκευή, στα πλαίσια των δικτύων δημόσιας ασφάλειας. Ο αλγόριθμος αυτός αποσκοπεί να θέσει τις βάσεις για τη δημιουργία ενός δικτύου που θα ικανοποιεί τις απαιτήσεις αυτές καθώς ταυτόχρονα προσαρμόζεται στους περιορισμούς που εμφανίζονται στα προαναφερθέντα δίκτυα. Τα κύρια προβλήματα που επιδιώκεται να αντιμετωπισθούν είναι ή αυξημένη κινητικότητα των κόμβων του δικτύου, η αποτελεσματική χρήση της περιορισμένης ενέργειας, η ταχύτητα επανάκαμψης μετά από ενδεχόμενη βλάβη ή τυχόν καταστροφή κορμού του δικτύου και η διασφάλιση καθώς και επιτάχυνση της ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ συσκευών με αυξημένο ενδιαφέρον επικοινωνίας Για να αξιολογηθεί η απόδοση του προτεινόμενου αλγορίθμου έγιναν πολυάριθμες προσομοιώσεις με σκοπό την παροχή συγκριτικών δεδομένων απόδοσης.