Дослідження процесу вибору маршрутів у мережі Інтернету речей з високою щільністю вузлів
Автор: Кальницький Юрій Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні мережі зв'язку
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Еволюція мереж зв’язку супроводжується зміною технологічної бази, рівень розвитку якої, як правило, відображає останні досягнення науки і техніки. Така особливість сучасних і перспективних мереж, як висока щільність користувачів, призводить до необхідності вирішення низки завдань організації зв’язку з урахуванням взаємних впливів вузлів мережі [1-3]. Мережі Інтернету речей являють собою особливий сегмент мережі зв’язку, який характеризується специфічними властивостями трафіку і вимогами до якості його обслуговування. Структура та інші характеристики цих мереж залежать від прикладних завдань і є об’єктом вибору та оптимізації під час планування. Розвиток технологічної бази згідно з сучасними тенденціями та вимогами включає рішення, які спрямовані на підвищення ефективності використання мережевих ресурсів. З урахуванням описаних вище тенденцій важливим елементом завдань побудови мереж високої щільності є вибір їхньої логічної структури та визначення її основних параметрів з урахуванням ефективності використання ресурсів. Таким чином, дослідження процесу вибору маршрутів для мереж Інтернету речей із високою щільністю вузлів є актуальним. Слід зазначити, що значна увага в наукових роботах приділяється дослідженню характеристик трафіку різноманітних послуг, розробці моделей і методів надання послуг та створенню різноманітних мережевих архітектур [4,5]. Однак сучасні технології дають змогу створювати самоорганізовані мережі зі складною структурою, як одноранговою, так і ієрархічною організацією вузлів мережі. Роботи, що розглядають такі мережі, як правило, враховують особливості процесів самоорганізації без урахування особливостей високої щільності пристроїв, які більш детально розглядаються в даній роботі. Об’єкт дослідження - мережі Інтернету речей високої щільності. Предмет дослідження - моделі та методи вибору маршрутів для мережі Інтернету речей. Мета роботи - підвищення ефективності використання ресурсів мережі Інтернету речей на основі раціонального вибору маршруту передачі даних. У першому розділі здійснено огляд стану та перспектив розвитку мереж Інтернету речей. Проаналізовано архітектуру мереж Інтернету речей , на основі чого визначено, що вона залежить від прикладних завдань та використовуваних технологій і стандартів організації безпровідної мережі. У другому розділі здійснено аналіз поширення радіосигналів з урахуванням перешкод у багатоповерховій будові. Запропоновано модель мережі на основі положення теорії перколяції, що дає змогу описати мережу з погляду її зв’язності, тобто здатності доставляти повідомлення між усіма вузлами мережі, а також отримати додаткові характеристики її структури. У третьому розділі проаналізовано найвідоміші моделі просторових точкових процесів, які можуть бути використані для моделювання мереж безпровідного зв’язку, зокрема й мереж Інтернету речей. Представлено модель маршруту в мережі Інтернету Речей. Показано, що організація транзитних ділянок маршруту призводить до зменшення досяжної швидкості передачі даних. У четвертому розділі розроблено метод багатошляхової маршрутизації трафіку в мережі Інтернету речей високої щільності, який дає змогу підвищити ефективність використання мережевих ресурсів і підвищити швидкість передавання даних. На основі результатів імітаційного моделювання показано, що використання розробленого методу є ефективним для підвищення ефективності використання ресурсів мережі. У п’ятому розділі здійснено економічну оцінку доцільності розробки та впровадження програмного продукту для сучасних безпровідних мереж, зокрема мереж Інтернету речей. На основі здійснених обчислень доведено економічну доцільність такого проекту.