CC BY
261
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ЕльмслевЛ. Пролегомены к теории языка // Новое в лингвистике. - М., 1960. - Вып. 1.
2. Мирза беков КМ., Шихиев Ш.Б. Компьютерная модель самодостаточного синтаксиса // НТВ СПбГПУ. - 2009. - № 2 (76). - С. 172-177.
3. Мельчук КА. Опыт исследования лингвистических моделей «Смысл-Текст». - М.: Наука, 1974.
4. Слобин Д., Грин Дж. Психолингвистика. - М.: Прогресс, 1976.
5. Тузов В А. Морфологический анализатор русского языка // Вестник СПбГУ. Сер. 1. - 1996. - Вып. 3, № 15.
6. Харари Ф. Теория графов. - М.: Мир, 1974.
7. . . :
Дис. ... канд. физ.-мат. наук. - СПб.: СПбГУ, 2006.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор Е.А. Башков.
Мирзабеков Яхья Мирзабекович - Дагестанский государственный университет; e-mail: yash831@mail.ru; 367030, респ. Дагестан, г. Махачкала, пр. им. Шамиля, 39, кв. 76; тел.: 88722675817; старший преподаватель.
Mirzabekov Yah’ya Mirzabekovich - Dagestan State University; e-mail: yash831@mail.ru; 39, Imam Shamil avenue, ap. 76, Makhachkala, Dagestan, 367030, Russia; phone: +78722675817; senior lecturer.
УДК 681.325.36
O.B. Тужилкин, H.C. Ульянин
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ БЕСПРОВОДНОЙ
СЕНСОРНОЙ СЕТИ
Рассмотрены методы оценки эффективности работы беспроводных сенсорных сетей. Приведены основные параметры, характеризующие беспроводные системы. Описаны критерии оценки работы сети: критерий суммарной средней задержки, критерий макси, ; , -пользование оценки по этим критериям наиболее предпочтительно. Приведены недостатки методик оценки эффективности, использующих единичные характеристики. Обоснована необходимость комплексной оценки работы беспроводной сети. Предложена методика многокритериальной оценки эффективности работы датчиковой сети. Описан способ тестирования системы по отдельным критериям, ориентированный на работу в неблаго. -тодика выбора весовых коэффициентов. Описаны преимущества предложенной методики.
Беспроводные сенсорные сети; методика оценки; критерии оценки; комплексная .
O.V. Tuzhilkin, N.S. Ulianin
METHODS OF EVALUATING THE PERFORMANCE OF WIRELESS SENSOR
NETWORK
Methods for evaluating the performance of wireless sensor networks are considered. The main parameters of wireless system are described. We describe the evaluation criteria of sensor networks. The method of integrated assessment of the effectiveness of wireless sensor networks are suggested. The advantages of the proposed method are described. Necessity of a complex assessment of works of a wireless network is proved. The technique a lot of criteria overall performance
estimations the gauge in offered a network. The way of testing of system by the separate criteria, focused on work in adverse conditions is described. Are resulted the formula for calculation of an overall performance of a network and a technique of a choice of weight factors. Advantages of the offered technique are described.
Wireless sensor networks; method of evaluation; the evaluation criteria; complex evaluation.
« » . представляет собой распределенную, самоорганизующуюся систему миниатюрных .
беспроводной канал связи. Ключевой особенностью сенсорных сетей является способность ретрансляции сообщений от одного элемента к другому, что позволяет передавать информацию на значительное расстояние при малой мощности пе-.
В настоящее время специалисты различных областей техники заинтересованы в использовании беспроводных устройств. Такой интерес обусловлен тем, что беспроводные приборы обеспечивают доступ к той информации, которую ранее невозможно было получить вообще либо доступ к которой требовал больших затрат. Проблема доступа к информации заключается в том, что объект измерения может располагаться на значительном удалении от центра сбора информации либо находиться в таких условиях, которые не позволяют использовать кабельную сеть для . , -водной системе выдвигается ряд функциональных метрик, которые необходимо соблюдать для решения поставленной задачи. Каждая беспроводная сеть обладает индивидуальным набором параметров, определяемых положением устройств и их техническими характеристиками [1]. Ниже перечислены самые значимые из них:
♦ количество узлов в сети;
♦ скорость передачи данных по каналам связи;
♦ топология сети - определяется наличием или отсутствием радиоканала между любыми двумя узлами;
♦ плотность размещения узлов - среднее количество «соседей» узла сети [2]. Этот параметр полностью определяется текущей топологией, однако может использоваться для грубой оценки сети;
♦ диаметр сети - это минимальное количество ретрансляций для передачи данных между двумя самыми удаленными узлами сети. Так же как и плот, -
зоваться для комплексной оценки сети с помощью единого параметра;
♦ латентность - параметр, определяющий задержку от момента возникновения события до появления информации о нём на базовой станции;
♦ время работы сети - определяет время работы системы без замены или
;
♦ пропускная способность - этот параметр определяет объём информации, проходящий через сеть в единицу времени.
В силу того, что для различных приложений выдвигаются свои специфичные требования, при выборе системы, в первую очередь оцениваются параметры, которые позволяют ей наиболее эффективно решить поставленную задачу. К примеру, , , параметром является высокая скорость передачи данных и малая латентность, а для беспроводной противопожарной системы - максимальное время непрерывной , .
На сегодняшний день отсутствует методика, позволяющая произвести комплексную оценку эффективности работы беспроводной сенсорной сети. Самый распространённый метод определения эффективности системы основывается на
оценке её работы по отдельно взятому критерию. Такой метод достаточно прост и действенен. В данном случае наиболее эффективной считается та система, которая превосходит все остальные по выбранному параметру.
Для оценки качества сетей и их каналов обычно используются такие параметры, как пропускная способность и задержка [2]. Эти параметры позволяют оценить эффективность работы сети общего назначения. Беспроводные сети со сложной структурой состоят из относительно большого количества узлов и каналов связи и при этом фактически не являются сетями общего назначения. Таким ,
качества для одиночного канала или узла [3]. Следовательно, оценку эффективности по одиночному критерию необходимо проводить для всей сети в целом. Существует три критерия оценки качества [2], ориентированные на типовые задачи, решаемые с помощью беспроводных сенсорных сетей:
♦ Критерий суммарной средней задержки:
N
^ М(/гш) -» min i=1
где N - количество узлов сети; М(ЛШ) - математическое ожидание времени доставки данных от узла i до базовой станции. Включает в себя время непосредствен, , канальным уровнем, ожидание в очередях узлов-маршрутизаторов, и другие. Такой критерий подходит для систем, где единичная задержка доставки пакета не, . В качестве примера можно привести системы для научных исследований, сбора статистической информации с целью дальнейшей обработки, системы учета для
. , таких системах - два разных, слабо связанных по времени этапа.
♦ Критерий макси мальной задержки:
max (hiB (£)) -» min
i = 1..N
T - ; - i
t. -
, -
, .
Примерами таких систем являются: военные системы обнаружения объектов, системы контроля технического состояния промышленных агрегатов, системы предупреждения аварий на промышленных объектах. Особенностью таких систем является возможная необходимость быстрой реакции в ответ на изменение параметров,
. , ,
необходимо немедленно отключить работающее там оборудование.
♦ Критерий сре дней задержки:
тах(М(/г,о)) -» min
i = l..iv V 1
Такой критерий можно использовать для систем реального времени, требующих необходимого уровня качества связи для каждого узла, однако допускающих кратковременные сбои. Этот критерий подходит, например, для систем, назначение которых носит развлекательный характер. К таким системам предъявляются высокие требования, однако временные ухудшения качества связи не повлекут за собой серьезных последствий.
3G
Раздел I. Системы и сети
Такой метод оценки эффективности хорош лишь в том случае, когда необходимо выбрать систему, которая оптимальна по одному из выбранных параметров при заданных условиях функционирования. Но что же делать, когда эффективность работы системы нужно оценить по двум и более параметрам? При этом все , , -говую оценку и наиболее полно отражать эффективность работы при выбранных
.
Сложные системы характеризуются многими параметрами, причем зачастую у одних систем близки к оптимуму одни параметры, у других - другие. В таких условиях непросто оценить системы без специального формализованного правила - . -сти по произвольному количеству параметров. Оценка эффективности проводится в два этапа. На первом этапе с системой проводятся различные тесты, с помощью специально разработанных моделей. Тесты позволяют определить значения отдельных параметров - критериев оценки. Тесты должны проводиться при максимально возможных неблагоприятных условиях функционирования системы: высокий уровень шума в радиоэфире, наличие препятствий, выход из строя части элементов сети и пр. Каждый из тестов позволяет оценить один параметр системы при заданных условиях работы. На втором этапе оценки работы системы предлагается использовать весовой критерии эффективности. Весовой критерий позволяет учесть значимость частных критериев, полученных на первом этапе оценки. Значение интегрального критерия эффективности определяется выражением
N
к = ^ щк1 1=1
где п - число частных критериев, ^ - их значения для оцениваемой системы, а сц -их весовые коэффициенты (веса). Для устранения компенсации одного частного критерия другим их значения используются в приведенной к максимуму форме. Наилучшая система выбирается по максимальному значению критерия:
N
^кь
а1Т-----
гпах
1=1
Весовые коэффициенты берутся положительными для максимизируемых и отрицательными для минимизируемых частных критериев. Для выбора величин весовых коэффициентов применяется два подхода:
1. В качестве коэффициентов используют дробные числа, сумма которых для каждой системы равна единице,
2. Используют целые коэффициенты, причем для наименее важного частного критерия берут единичный коэффициент, а для остальных берут коэф-
, .
В любом случае более важному частному критерию соответствует больший по абсолютному значению коэффициент.
В связи с огромным количеством алгоритмов, методов доступа к среде и готовых беспроводных решений, выбор системы и её основных параметров, а также оценка эффективности её работы, становится нетривиальной задачей. Существующая методика оценки по одному критерию выглядит просто, не позволяя в полной мере судить об эффективности работы одной системы по сравнению с дру.
облегчить выбор системы и её параметров для применения в конкретных услови-
ях. Методика позволяет дать комплексную оценку работы системы. Также она обладает высокой гибкостью, оставляя выбор значений весовых коэффициентов пользователю. Тем самым, давая возможность проводить оценку системы в зависимости от того, насколько важен каждый из критериев для работы системы в за.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Скрипов С. А. Имитационное моделирование беспроводных сетей со сложной структурой // Молодой учёный. - 2010. - С. 59-66.
2. Скрипов С.А. Разработка протоклов маршрутизации для беспроводных сетей со специальной топологией // IV Международная научно-праетическая конференция "Современные информационные технологии и ИТ образования". - 2009.
3. Ogier R.G. et al. Topology Broadcast based on Reverse-Path Forwarding (TBRPF) // INTERNET-DRAFT, MANET Working Group. - 2002.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор А.А. Зори.
Тужилкин Олег Владимирович - Научно-исследовательский институт физических измерений; e-mail: ibx@inbox.ru; 440026, г. Пенза, ул. Володарского, 8/10; тел.: 88412591932; .
Ульянин Николай Сергеевич - e-mail: kolianul@mail.ru; ведущий инженер.
Tuzhilkin Oleg Vladimirovich - Research Institute of Physical Measurements; e-mail: ibx@inbox.ru; 8/10, Volodarskogo street, Penza, 440026, Russia; phone: +78412591932; senior engineer.
Ulianin Nikolay Sergeevich - e-mail: kolianul@mail.ru; senior engineer.
УДК 621.391
Ю.М. Туляков
К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ И ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМАХ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ
Для систем подвижной связи дается оценка принципам повышения скорости передачи данных. Для наиболее популярных систем - систем сотовой связи и радиовызова (пейджинга) - характеризуются прогрессивные форматы и виды модуляции сигналов их радиоинтерфейсов, позволяющие повысить скорость передачи данных. Предлагается и обосновывается метод повышения скорости передачи данных за счет объединения радиоканалов с долевым распределением передаваемых данных, который применим как к существующим, так и к вновь внедряемым технологиям систем наземной подвижной связи. Пока, -порционально числу объединяемых каналов. Определяются особые условия практического внедрения этого метода. Приводятся примеры частичного использования принципов предлагаемого метода в отдельных видах современных средств связи и их модернизациях, подтверждающие состоятельность этого метода.
Радиоинтерфейс; скорость передачи данных; формат и модуляция сигналов; полоса .
