Научная статья на тему 'СЫМСЫЗ АҒЫН ЖЕЛІЛЕРІНЕ АРНАЛҒАН МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕР'

СЫМСЫЗ АҒЫН ЖЕЛІЛЕРІНЕ АРНАЛҒАН МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕР Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
9
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
сымсыз қатынау желілері / модель / трафик / энергия тұтыну / топология / маршруттау.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Жаксыгельдин Е.А.

Мақала сымсыз қатынау желілерінің математикалық модельдерін құрумен байланысты ағымдағы мәселелерді қарастыруға арналған. Үлкен практикалық маңызы бар сымсыз сенсорлық желілерге (ССЖ) ерекше назар аударылады. Зерттеу барысында ССЖ математикалық моделінің жеке құрамдас бөліктері әзірленді, энергия тиімділігін арттыру, ақауларға төзімділік, желінің істен шыққанға дейін жұмыс уақытын ұлғайту және қамту аймағын барынша арттыру талаптарына бағытталған. Жұмыста рұқсат етілген желінің өлшемін бағалаудың математикалық сипаттамасы, қамту аймағын барынша ұлғайту және ССЖ кластерлік орталықтарының орналасуын анықтау моделі, ССЖ энергиясын тұтынуды оңтайландыру моделі, сондай-ақ энергияны үнемдейтін ССЖ топологиясын құру алгоритмдері және желіні динамикалық бағыттау.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Жаксыгельдин Е.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «СЫМСЫЗ АҒЫН ЖЕЛІЛЕРІНЕ АРНАЛҒАН МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕР»

УДК 519

Жаксыгельдин Е.А.

Ацпараттыц ЖYйелер мамандыгыныц студент магистратурыы Байтурсынов атындагы Цостанай вщрлж университетi

Цазацстан, Цостанай Гытыти кецесшь' Абатов Н. Т.

Профессор, физика-математика гылымдарыныц кандидаты Ацпараттыц ЖYйелер жэне информатика кафедрасыныц доцентi А. Байтурсынов атындагы Цостанай вщрлт университетi

Цазацстан, Цостанай

СЫМСЫЗ АГЫН ЖЕЛ1ЛЕР1НЕ АРНАЛГАН МАТЕМАТИКАЛЬЩ

МОДЕЛЬДЕР

Мацала сымсыз цатынау желтертщ математикалъщ моделъдерт цурумен байланысты агымдагы мдселелердi царастыруза арналзан. Yлкен практикалыц мацызы бар сымсыз сенсорлыц желЫерге (ССЖ) ерекше назар аударылады. Зерттеу барысында ССЖ математикалыц моделЫц жеке цурамдас бoлiктерi эзiрлендi, энергия тшмдшгм арттыру, ацауларза твзiмдiлiк, желшц wтен шыццанга дейт жумыс уацытын улзайту жэне цамту аймазын барынша арттыру талаптарына базытталзан. Жумыста руцсат етЫген желшц влшемт багалаудыц математикалыц сипаттамасы, цамту аймазын барынша улзайту жэне ССЖ кластерлш орталыцтарыныц орналасуын аныцтау моделi, ССЖ энергиясын тутынуды оцтайландыру моделi, сондай-ац энергияны Yнемдейтiн ССЖ топологиясын цуру алгоритмдерi жэне желiнi динамикалыц базыттау.

ТYйiндi свздер: сымсыз цатынау желiлерi, модель, трафик, энергия тутыну, топология, маршруттау.

Zhaxygeldin Y.A. master's student specialty information systems Kostanay Regional University named after A. Baitursynov

Kazakhstan, Kostanay

Scientific consultant: Abatov N. T., candidate of physical and mathematical

sciences professor associate professor Department of Information Systems and Informatics Kostanay Regional University named after A. Baitursynov

Kazakhstan, Kostanay

MATHEMATICAL MODELS FOR WIRELESS FLOW NETWORKS

Article is devoted to the urgent problems related to the construction of mathematical models for wireless access networks. Particular attention is paid to wireless sensor networks (WSN), which is of great practical importance. The study developed a mathematical model of the individual components of the FSU oriented requirements of energy efficiency, resiliency, increasing the time the network until its failure and maximizing the coverage area. The paper presents a mathematical description of the allowed size of the network, a model of maximizing the coverage area and location of cluster centers FSU FSU model of optimization of energy consumption, as well as algorithms for constructing energy efficient WSN topology and dynamic routing network.

Keywords: wireless access network model, traffic, energy, topology, routing.

K,a3ipri уакытта деректердi беру желiлерi белсендi тYPде дамуын жа^астыруда. Б^л процесте эртYрлi ^йымдардын тиiмдi баскаруын жэне табысты ж^мыс iстеуiн камтамасыз етуге мYмкiндiк беретiн сымсыз желiлер (СЖ) ерекше орын алады. СЖ эртYрлi акпараттын Yлкен кeлемiн жинау жэне ендеу к^ралдарынын iшiнде ерекше рел аткарады [1]. СЖ K¥рамындаFы сымсыз сенсорлык желiлерге (ССЖ) ерекше назар аудару керек. Олар терроризмге карсы ю-шаралар, эскери колдану, бeлiнген объектiлердi баскаруды автоматтандыру, тетенше жаFдайларды аныктау жэне алдын алу, тiршiлiктi камтамасыз ету жYЙелерiн автоматтандыру, бакылау жэне бакылау сиякты манызды салаларда колдану т¥PFысынан Yлкен кызыFушылык тудырады. эртYрлi физикалык сипаттаFы кeлiк жолдарынын жэне т.б. [2].

ССЖ колдану аясын кенейту олардын теракты кYPделенуiн, сетмдшгш, ^зак мерзiмдiлiгiн, жылдамдыFын жэне акпараттык кауiпсiздiк денгейiн арттыруды талап етед^ ССЖ пайдаланудаFы негiзгi мэселелердiн бiрi жоFары акауларFа тeзiмдiлiк пен eмiр CYPУ ^зактыгеын камтамасыз ету, сонымен катар трафиктi тиiмдi баскару жэне бeлу болып табылады. Б^л, бiр жаFынан, оларды колдану ерекшелiктерiмен, екiншi жаFынан, тYЙiндер мен байланыс арналарынын iстен шыFуы нэтижесiнде желiнiн б^зылуынын жоFары ыктималдыFымен аныкталады, б^л тушндердщ кeптiгiмен, сырткы колайсыз эсерлердiн мYмкiндiгiмен жэне олардын куат кeздерiнiн шектеуи ресурсына байланысты тYЙiндердiн энергия т¥тынуындаFы шектеулермен байланысты.

Б^л есептердi шешуге математикалык модельдеудiн тиiмдi эдiстерiнiн болуы ыкпал етедi. ССЖ математикалык модельдеу накты ^ры^ыларды пайдалану жаFдайына караFанда айтарлыктай тeмен шыFындармен аппараттык жэне баFдарламалык камтамасыз етудi эзiрлеуге мYмкiндiк беретiнi белгiлi.

ЖоFарыда айтылFандарды ескере отырып, ССЖ модельдеудiн жана эдютерш эзiрлеуге жэне сынактан eткiзуге ерекше назар аударылады. Бiрак

ССЖ оцтайлы математикалык моделш к¥PУДаFы киындыктар, ец алдымен, м^ндай модель жеткшкт тYPде жецiлдетiлген жэне жеткiлiктi толык болуы керек екендiгiмен байланысты. К,арапайымдылык модельдеуге жэне теориялык нэтижелердi шыFаруFа мYмкiндiк бередi, ал пайдалылык м^ндай модельдi тэжiрибеде колдану Yшiн кажет.

Зерттелетiн мэселелер бойынша ж^мыс шетелдш Fалымдармен айтарлыктай каркынды жYргiзiлуде, олардыц iшiнде Л.И. Абросимова, В.В. Крылова, А.И. Ше- лухина, А.В. Осина, А.К. Скуратова, Н.А. Олифера, Н. Шварца, К. Парка, Дж. Медхи, IF Akyildiz, P. Wang жэне т.б. Chinh T., R. Hakim ецбектершде ССЖ-лар бет ретшде жэне оларды математикалык сипаттау мен визуализациялау Yшiн берiлген (графикалык бейнелеу) олар Делоне триангуляция эдютерш, Вороной диаграммаларын жэне т.б. Акпараттык тYЙiндердiц сигналдарыныц параметрлерiн, атап айтканда ССЖ-дегi сигналдардыц кYшiн талдау Yшiн геометриялык модельдер жш пайдаланылады, оларды к¥ру Yшiн есептеу геометриясыныц ец колайлы к¥ралдары, атап айтканда кашыктык геометриясы A. Becher, Кулакова Ю.И., Плахтеева А.П., B. Roober жэне т.б.

Дегенмен, ССЖ математикалык модельдеу мэселелершщ айтарлыктай белт элi толык зерттелмеген, сонымен катар колданыстаFы эзiрлемелер тар колданбалы есептердi шешуге баFытталFан.

Осылайша, макаланыц максаты р^ксат етiлген желi елшемш баFалауFа, ССЖ энергиясын трынуды оцтайландыруFа, трафиктi баскаруFа жэне таратуFа мYмкiндiк беретiн ССЖ математикалык Yлгiлерiнiц к¥рамдастарын эзiрлеу болып табылады.

Жакында Fалымдар мен практиктердiц зерттеулерi, ец алдымен, ^ялы немесе хабар тарату жYЙелерiнде сигналдыц таралуын модельдеуге баFытталFан. Кейбiр сарапшылар б^л Yлгiлердi ССЖ Yшiн де пайдалануды ^сынады. Дегенмен, автор б^л пiкiрмен келiспейдi, ейткенi ^ялы байланыс ж^п тYЙiндердiц бiрiн (базалык станция, антенна дiцгегi) жер бетшен жоFары кашыктыкта мiндеттi тYPде орналастырумен сипатталады, ал сенсорлык желi, барлык тYЙiндер жер бетiнде орналасуы мYмкiн (мысалы, тiкелей шепте) немесе белменщ кабырFаларына эртYрлi биiктiкте бекiтiлуi мYмкiн.

Сондыктан ССЖ математикалык модельдеу баFыты белсендi тYPде дамып келедi жэне осы кластаFы желiлер Yшiн эртYрлi модельдер ендi Fана пайда бола бастады. K,олданыстаFы эзiрлемелер Yнемi жетiлдiрiлiп отырады жэне оларFа жаца нактылаулар пайда болады. Математикалык модельдi д^рыс к¥ру жэне оны тексеру ССЖ сэтт ж^мыс iстеуiн камтамасыз етуге, оны жобалауFа жэне орнатуFа кететш уакытты кыскартуFа жэне KOлданыстаFы желшщ тиiмдiлiгiн арттыруFа мYмкiндiк беретiнi ^мэн^з.

Осылайша, модельдеу Yшiн L ауданыныц екi елшемдi R аймаFында бiркелкi таралFан стационарлык тYЙiндерi бар ССЖ карастырамыз. ЯFни тYЙiндердiц орналасуын ею елшемдi кецiстiкте к¥ры^ан R нYктелерi

ретшде ^apacTbipyFa болады. а Пуассондык Yлестiрiм жэне теракты каркындылык (тушндердщ ть^ыздь^ы) N/L. 3p6ip тYЙiн г беру диапазонын жэне L>>nr2 деп есептей отырып, бiрде-бiр туйшнщ окшауланбауыныц накты ыктималдыгеын алу Yшiн R-ныц шетк эсерлерiн елемеуге болады. ТYЙiндер эрбiр шекарадан г кашыктыкта орналасуы mymmh; немесе шекаралардыц бiршщ бойымен г-ден аз, бiрак баскаларынан алыс; немесе ею шекараныц бойында г-ден жакынырак орналасады.

ОкиFа агенттерi окиFа еткенше (яFни оныц жарамдылык мерзiмi аякталFанша) немесе емiр CYPуге есептегiш уакыт бiткенше кездейсок тарату эдiсiн пайдаланып тYЙiннен тYЙiнге тасымалданады. ТYЙiндер акпаратты оныц берiлу аукымындаFы тYЙiндер жиынтыгеынан кездейсок тацдалFан тYЙiнге жiбередi. ТYЙiндер желiден деректердi немесе ресурстарды с^рау Yшiн с^рауларды да жасай алады. С^рау аякталFанFа дейiн с^рау хабарла^ан тYЙiндi таба алмаса, с^рау сэтЫз болады. Сонымен катар, егер батарея заряды аз болFандыктан тYЙiн ж^мыс iстемесе, онда тYЙiнге кызмет керсетшмеген деп есептеймiз. Эйтпесе, тYЙiн «трЬ> болып саналады. «ТрЬ> тYЙiн ^йкы (кYту) режимiнде немесе белсендi режимде болуы мYмкiн. ¥йкы режимiнде тYЙiн куатты Yнемдеу Yшiн оку жэне ауысу мYмкiндiктерiн ешiредi.

Сонымен, желшщ р^ксат етiлген елшемiн баFалау Yшiн протокол стекiнiц барлык децгейлерi енпзетш резервтiлiктi сипаттайтын aA жалпы резервтж коэффициентiн енгiземiз

ZA = Ybx аА (1)

м¥ндаFы ZA - елшенген деректердi беру жылдамдыFы колдану децгейi; Yb - деректердi беру жылдамдыFы.

Заманауи хаттамалар Yшiн аА мэнi 0,1-ден 0,5-ке дешн болатынын ескерiцiз.

Эр E секунд сайын ^зындыгеы K деректер схемасы жiберiлсiн, содан кешн бiр реттiк жiберу Yшiн бiзде:

INI < YbXaAXEr (2)

1 1 _ 8хК v '

Мысалы, сенсорлык тYЙiндерге екi секунд сайын 56 кбит/с жылдамдыкпен 5 байт деректер пакетш жiберуге р^ксат етiцiз; Бiз аА -ны 0,3 -ке тец кабылдаймыз, содан кешн бiз сол желiнiц 840 максималды р^ксат етiлген елшемiн аламыз.

Кеп буынды беру Yшiн hm т^жырымдамасын енгiземiз - пакеттiц мониторFа жетуi Yшiн сiлтемелердiц орташа саны, онда:

д^ YbxaAxEr ^^ 8 xKxh^

Ягни, кеп буынды тарату желiсiнiц максималды елшемi буындардыц орташа санына керi пропорционалды.

Бiрнеше мониторы жэне кеп буынды берiлiстерi бар желi Yшiн:

q OsxYbxaAxEr 8 xKxh^

м¥ндаFы Os - мониторлар/контроллерлер саны.

Келес кезецде бiз камту аймаFын барынша YЛFайту жэне ССЖ кластерлiк орталыктарыныц орналасуын аныктау мэселесiн ресiмдеймiз. Осы максатта кластерлiк орталыктарды орналастыру жэне жылжыту шыFындарын азайту кезiнде максималды камтуFа кол жеткiзуге мYмкiндiк беретш математикалык модель ^сынылады.

max^teY^jeNYJÎ=i(X - p)pk-1djVjkt - CïieKZteYwit (5) 1 vjkt — JZiEK zijtXit>v)<k jeN,teY (6)

SiEKXit<n t E ^(7)

wit>xit-i-xitiEK,tEY {1} (8) wit>xit-i-xit-iiEK,tEY {1}(9) wit > 0,xit E {0,1} iEK,tEY(10) vJkt E {0,1}£ EK,tEY,kEK (11) мYндаFы dj - j E N сенсоры тудыратын кезец талабы; p - кез келген кластер орталыгеы мен сенсор арасындаFы байланыстыц Yзiлу ыктималдыFы (0<p<1); C - бiр кластерлiк орталыктыц бiрлiгiнiц к¥ны немесе ауысу к¥ны; Zjit - t периодында i кластер орталыгеыныц j сенсорына жакындыFын

керсететiн кездейсок шама.

!1, егер i кластершщ центрi t периодында j датчип жететiн жерде орналасса; 0, баскааша.

¥сынылFан модельдiц максаты - кластер орталыктарын сол жерде орналастыру жэне жылжыту жэне эрбiр кезецдегi кластер орталыктары Yшiн сенсорларды кайта аныктау. Сондыктан модельде келесi айнымалылар колданылады:

xit - кYтiлетiн кластер орталыFыныц орнын аныктауFа арналFан екiлiк айнымалы.

!1, егер кластер орталыгы t кезещнде i орнында орналасса; 0, баскааша.

Vjkt - екiлiк айнымалы, t кезещндеп кем дегенде k кластерлердщ

сенсорлык камтуын керсетедi.

!1, егер j сенсоры t периодында кем дегенде к кластер ортальщтарымен цамтылган болса;

0, баскааша.

wit - t кезещндеп i кластершщ бершген сенсорын сипаттайтын немесе баскаратын екшк айнымалы.

г 1, егер кластер орталыгы £ периодында емес, / 1 — 1 периодында орналасса; = <1, егер кластер орталыгы 1 — 1 периодында емес, / £ периодында орналасса; 0, баск,аша.

Максатты функция (5) - сенсорларды жылжытудын жалпы к¥нын алып тастаFандаFы кластер орталыктарынын камту талабы. —

р)рк-1^У]к1: к¥рамдас бeлiгi байланыс сапасын ескере отырып, 7 сенсорынын ? кезещнде кртшетш камтуы. Шектеу (6) кепiлдiк беред^ егер 7 сенсоры ? уакытында к кластермен камтылса, онда , у^21 айнымалыларынын эркайсысы 1 мэнш кабылдайды, ейткеш максат функциясында у^к1: компонентi бар.

Шектеулер (7) кластер орталыктарынын ен кеп саны кез келген кезен Yшiн п-ден аспайтынына кепiлдiк беред^ (8) жэне (9) шектеулер кластер орталыктарынын козFалысын аныктайды жэне ? уакытында кластер аныктамасы т¥PFысынан i кластер орталыFынын орналасуында eзгерiс болса, бiздi 1-ге тен акылды кабылдауFа мэжбYP етедi. Айнымалылардын р^ксат етшген мэндерi (10) жэне (11) шектеулермен камтамасыз етiледi.

Энергия тиiмдiлiгi т¥PFысынан ССЖ негiзгi мiндетi - желшщ ж^мыс уакытынын ¥ЛFаюына экелетiн энергияны трынуды онтайландыру [3]. Осылайша, ССЖ кызмет ету мерзiмiн ¥ЛFайту жолдарынын бiрi эрбiр сенсордын максималды ж^мыс уакытын ескере отырып, эрбiр жабыннын ж^мыс уакытын аныктау болып табылады.

Барлык тiрi сенсор тYЙiндерi барлык уакыт кезендерiнде белсендi болFанда, яFни. =1, барлык Ь ЕТ Yшiн желiнiн кызмет ету мерзiмiн барынша арттыратын эрбiр кезендегi онтайлы беру диапазонын аныктау Yшiн бiр периодты модель к¥ра аламыз.

Эрбiр t Yшiн бiр болжам енгiзейiк:

N1. аг) п1;-да eспейдi;

N2. ^(щ ас)п1;-да артады;

мYндаFы щ - 1 кезенiнiн басындаFы белсендi тYЙiндердiн кYтiлетiн саны; - 1 кезещнщ ен басында кабылдашан шешiм; ^(щ аг)- желiнiн 1 уакытында косылу ыктималдыFы; А(щ а1) - 1 уакытындаFы с^раныстын орындалмауынын жылдамдыFы.

¥сынылFан болжамдарды «кайта келу» эсерiмен тYсiндiруге болады, осылайша с^раудьщ тYЙiнге кайта кiру ыктималдыFы манызды болуы мYмкiн. «К,айта карау» эсерi хабарланбаFан тYЙiндердiн санын, акпараттандырылFан тYЙiндi аныктау уакытын жэне, тиiсiнше, сэтшз с^раныстардын Yлесiн арттырады.

Белсендi тYЙiндер саны арткан сайын, «кайта келу» эсерi азырак кeрiнедi.

N2 болжамы > 2тг жэне

щ(4+3л2)г?

> 1 (12)

болуы мYмкiн.

(12) жаFдайында астындаFы формула орын алатынын ескерщз, щ(4 + 3п2)г2 щг2 Зщпг2

1 <

Ьп

+

41

<

< Щпг1 | Зщжг? _ щпг?^^

Ь

ехр

а*)

даг

щ(4 + 3п2)г2 (Л (Л-гъ)'

и ~ ^^ ( 1

сщ(Л-2гг)

2

I

х

4Ьж

4ЬЖ

Щлг2/(Л-2Г^2\/ щпг2

ь

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

> 0 (14)

Осылайша, ^(щ аг) Щ-да eседi.

— 2тг шарты эдетте iс жYзiнде орындалатынын ескерщз, eйткенi сенсордыц беру диапазоны желi eрiсшщ eлшемiмен салыстырFанда салыстырмалы тYPде аз. (12) келесiдей интерпретациялауFа болады: егер орналасуы шекаралардыц бiрiнде г-ден аз, бiрак баскаларынан алшак орналаскан тушндердщ кYтiлетiн дэрежесi кем дегенде бiреу болса, онда N2 болжам орындалады.

Осы болжамдарFа сэйкес, эрбiр Ь Е Т Yшiн белсендi тушндердщ саны максимумFа жеткенде оцтайлы шешiм алынады. Муны эрбiр £ Е Т уакыты Yшiн энергияны азайту есебш (бiр периодты модель) ретiмен шешу аркылы жасауFа болады.

ТYЙiндердiц ^ткырльгеы, олардыц iстен шыFуы, сырткы ортаныц сыни eзгерiстерi жалпы ССЖ-ден жоFары динамизмдi талап етедi. Сондыктан белгш бiр ССЖ немесе оныц бiр бeлiгiнiц топологиясы оныц жумыс ютеу барысында бiрнеше рет eзгеруi мYмкiн [4]. ОсыFан байланысты ССЖ фрагменттерi казiргi заманFы алгоритмдердi кажет етед^ олар тиiмдi жэне eзгеретiн шарттарFа сэйкес болуы керек.

ЖоFарыда айтылFандарды ескере отырып, автор энергияны Yнемдейтiн ССЖ топологиясын к¥рудыц келесi алгоритмш усынады.

1-ш1 кезец. ТYЙiндер S аймаFында кездейсок таратылады. Эрбiр тYЙiн хабар аркылы жiберу диапазонындаFы eзiнiц элеуеттi кeршi тYЙiндерi

туралы акпаратты алады. К^рп уакытта желi топологиясы кaлыптaспaFaн, желi косылмаган.

2-mi кезец.

1. Топологияны К¥РУ шлюзден жэне т0 тYЙiндерiнен (шлюз жэне оныц жaнындaFы т0-1 потенциалдык тYЙiндерi) жэне олардыц aрaсындaFы е0 кездейсок байланыстардан басталады.

2. 3p6ip итерацияда жел^е жаца тYЙiн косылады. Ол Yшiн кeршi ортада кол жетiмдi тYЙшдердщ ец кеп саны бар m0 тYЙiнi аныкталады жэне а0 тYЙiнi ретiнде белгiленедi. a тYЙiнiнiц мацайынан кездейсок тaцдaлFaн жаца тYЙiн b тYЙiнi ретiнде байкалады. Осы тэсшге сэйкес желi косылFaн тYЙiндерге карай «^седЬ» жэне аймакты колжетiмдi жылдамдыкпен камтиды.

3. ТопологияFa элдекашан енгiзiлген жэне b тYЙiнiнiц элеуетт кeршiлерi болып табылатын m тYЙiндер кездейсок тацдалады жэне OFaн косылады. Егер b тYЙiнiнiц потенциалды кершшершщ саны m-нан аз болса, онда б^л тYЙiндердiц бaрлыFы жаца тYЙiнге косылады. b тYЙiнi басымдыкты бiрiктiру ережесiне негiзделген m ыктимал кeршiлерiмен i тYЙiнiне косылады:

j-J _ niKEQkj ^ AAl Zjf(Ej)kj-

мYндaFы i, j E local — area бершу диaпaзонындaFы b тYЙiнiнiц кeршiлес потенциалды тYЙiндерiнiц жиыны; kmax - тYЙiн дэрежесi мэншщ алдын ала aныктaлFaн жоFaрFы шеп; q - ец жоFaры дэрежелi к дэрежесi бар тYЙiндер саны; f(E) - тYЙiндер aрaсындaFы eзaрa эрекеттесу процесiндегi энергия шыFындaрыныц функциясы.

ТYЙiннiц дэрежесi kmmax мэнiне жеткенде, OFaн баска сiлтемелердi косу мYмкiн емес.

4. (1), (2) жэне (3) кадамдар топологияFa барлык тYЙiндер косылFaншa кайталанады.

[5] сэйкес энергия балансыныц ыктималдык тыFыздыFы E: P(h) = f*max PP(KE)dE = f*max p1m1/^k-(1+^P)dE(\6)

E-min ^min p

осындaFы p E (Emin /2Е, Emax /2Е ), Emin, Emax - E энергияныц шеки мэндерi, p - E-нiц Emin, Emax шекараларымен таралуы f™ax pdE = 1

eрнегiмен аныкталады.

Осылайша, топологияны баскару ССЖ ресурстарын тиiмдi пaйдaлaнудaFы негiзгi мэселелердiц бiрi болып табылады. Энергия Yнемдейтiн ССЖ топологиясын к¥рудыц ¥CынылFaн aлгоритмi жергiлiктi акпаратты пайдаланады. Сонымен катар, ¥CынылFaн aлгоритмдегi тYЙiндердiц косылу дэрежесiнiц теориялык таралуы, k>m шарты бойынша куат зацына бaFынaды, сондыктан м^ндай алгоритм бiрдей энергия

шыгеындары немесе тушндердщ кездейсок icTeH шыгеулары бар акауларFа тeзiмдiлiк кeрceткiштeрi жаксырак болады.

Осы тYрFыда айтарлыктай есептеу ресурстарын жэне жылдам байланыс арнасын кажет eтпeйтiн тиiмдi динамикалык маршруттау протоколын (ДМ) эзiрлeу мiндeтi езекп болып табылады. ДМ хаттамасыныц ец мацызды кeзeцi оныц жеке тYЙiндeрi араcындаFы байланыс сапасын баFалау непзщде маршруттау кecтeciн к¥ру болып табылады.

ССЖ к¥рылымыныц нейрондык жeлiлeр к¥рылымымен ортак eрeкшeлiктeрi бар eкeнiн ескере отырып, ДМ оцтайландыру Yшiн нейрондык желшердщ принциптeрiн колданFан жен.

Бiрiншi кезецде мeтрикаFа, яFни маршруттарды сапалык немесе сандык баFалауFа нeгiздeлгeн маршруттау кестеЫ к¥растырылады. Маршрутты баFалау жeлi ж^мыс icтeйтiн жаFдайлармeн аныкталады. Егер KоршаFан ортаFа кYштi араласу бар екеш бeлгiлi болса, онда сапалык баFалауды, эйтпесе сандык баFалауды колдану керек. Жeлi колданыcтаFы маршруттау кестесше сэйкес ж^мыс icтeй бастайды, ол ез кезегшде эрбiр баFыт Yшiн салмак мэнiмeн толыктырылады. Алдымен барлык маршруттардыц cалмаFы бiрдeй. Содан кешн эрбiр cэттi жeткiзiлгeн пакетпен сэйкес баFытка жаца салмак мэнi таFайындалады - алдыцFыcынан Yлкeн. Егер пакеттщ жeткiзiлуi расталмаса немесе кателермен жетюзшсе, сэйкес баFытка алдыцFыcынан темен салмак мэш таFайындалады. Бiраз уакыттан кешн Tgr, салмак коэффициeнттeрi мeтрикаFа (сапалык немесе сандык баFалау) караFанда басымдыкка ие болады жэне ец Yлкeн cалмаFы бар баFыт оцтайлы болып саналады. Осылайша, ССЖ сырткы ортадаFы eзгeрicтeргe бeйiмдeлeдi.

Зерттеу нэтижeлeрiн корытындылай келе, кeлeci корытындыларды жаcауFа болады. ССЖ-дщ каркынды дамуы мен жет^вдршу^ олардыц энергия тиiмдiлiгiнe койылатын жоFары талаптар осы жeлiлeрдiц ж^мыс ютеушщ икeмдi жэне бeйiмдeлгiш математикалык модельдерш жасау мэceлeлeрiн eзeктi eтeдi. Ж^мыста жeлiнiц р^ксат eтiлгeн кeлeмiн аныктауFа, камту аймаFын барынша YЛFайтуFа жэне ССЖ кластерлж орталыктарыныц орналасуын аныктауFа, энергияны трынуды оцтайландыруFа жэне энергияны Yнeмдeугe мYмкiндiк бeрeтiн ССЖ ж^мысыныц математикалык модeлiнiц жеке к¥рамдас бeлiктeрi ¥CынылFан. ССЖ топологиясы. Сонымен катар, тиiмдi динамикалык маршруттау хаттамасын эзiрлeу Yшiн нейрондык жeлiлeр принциптeрiнe непзделген маршруттау алгоритмiнiц блок-схемасы ¥CынылFан.

ПайдаланылFан эдебиеттер TÎ3ÎMi: 1. Arivudainambi, D.; Sreekanth, G.; Balaji, S. Energy Efficient Sensor Scheduling for Target Coverage in Wireless Sensor Network // Lecture notes in electrical engineering. - 2016. - Vol. 348. - Set 2. - Р. 693-706.

2. Vasuhi, S.; Vaidehi, V. Target tracking using Interactive Multiple Model for Wireless Sensor Network // Information Fusion. - 2016. - Vol. 27. - P. 41-53.

3. Zhang, Jing; Yang, Ting; Zhao, Chengli Energy-efficient and self-adaptive routing algorithm based on event-driven in Wireless Sensor Network // International journal of grid and utility computing. - 2016. - Vol. 7 issue 1. - P. 41.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.