Μελέτη Και Σύγκριση Αλγορίθμων Ελέγχου Τοπολογίας Για Ασύρματα Δίκτυα Ad Hoc Και Δίκτυα Αισθητήρων

Abstract

Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη και η σύγκριση αλγορίθμων ελέγχου τοπολογίας για ασύρματα δίκτυα ad hoc και δίκτυα αισθητήρων. Μελετήθηκαν και υλοποιήθηκαν σε προγραμματιστικό περιβάλλον έξι αλγόριθμοι που ως στόχο είχαν τη βελτίωση της επίδοσης χαρακτηριστικών του δικτύου, όπως ο χρόνος ζωής του, μέσω του ελέγχου τοπολογίας.Ο έλεγχος τοπολογίας συνίσταται στην επιλογή του επιπέδου της ισχύος εκπομπής για κάθε κόμβο στο ασύρματο δίκτυο, ώστε να επιτευχθεί η ελάχιστη δυνατή κατανάλωση ενέργειας του συνολικού δικτύου και να διασφαλιστεί η βιωσιμότητα και η αποδοτική του λειτουργία.Οι αλγόριθμοι που μελετήθηκαν βασίζονται σε δύο διαφορετικές προσεγγίσεις που έχουν αναπτυχθεί για το έλεγχο της μεταφορικής ικανότητας του δικτύου και τον παράλληλο περιορισμό της κατανάλωσης ενέργειας του ασύρματου τερματικού, οι οποίες είναι οι γωνίες κώνων και οι περιοχές σκυτάλης. Στους πέντε πρώτους αλγορίθμους χρησιμοποιούνται οι γωνίες κώνων, δηλαδή οι εγγενείς γωνίες μεταξύ των ασύρματων συνδέσεων, ως κριτήριο για την ελάττωση της ακτίνας μετάδοσης και στον τελευταίο οι περιοχές σκυτάλης, μέσω των οποίων επιδιώκεται ο προσδιορισμός ενός υποσυνόλου γειτόνων στους οποίους είναι πιο οικονομικό να προωθηθεί διαδικτυακή κίνηση, χρησιμοποιώντας καθαρά γεωμετρικά στοιχεία και ιδιότητες της ασύρματης διάδοσης κυμάτων.Η υλοποίηση των αλγορίθμων έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού C++ με τη βοήθεια του πακέτου ανάπτυξης εφαρμογών Microsoft Visual C++ 6.0 και τα μεγέθη μελέτης και σύγκρισης που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η ακτίνα μετάδοσης, ο βαθμός κόμβου, οι διασπορές τους καθώς και η συνεκτικότητα του υποκείμενου γράφου δικτύου. Η σύγκριση των αλγορίθμων πραγματοποιήθηκε μέσω επαναλαμβανόμενων προσομοιώσεων που εστίασαν στα παραπάνω δικτυακά μεγέθη και ανέδειξαν τη συμπεριφορά των αλγορίθμων κατά τη μεταβολή συγκεκριμένων παραμέτρων. Τα συμπεράσματα παρουσιάστηκαν σε συγκριτικές γραφικές παραστάσεις με τη βοήθεια του MATLAB 6.5.