Naslov
Poboljšanje kvalitete usluge primjenom višeodredišne topologije i višekanalne arhitekture u bežičnim senzorskim i aktorskim mrežama
(Quality of Service Enhancement Using Multisink Topology and Multichannel Architecture in Wireless Sensor and Actor Networks)

Autori
Horvat, Goran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike, računarstva i informacijskih tehnologija Osijek

Mjesto
Osijek

Datum
18.05

Godina
2017

Stranica
177

Mentor
Žagar, Drago

Ključne riječi
SM, BSAM, kvaliteta usluge, višeodredišna topologija, višekanalna arhitektura, eksperimentalno vrednovanje, velike mreže, hibridni model koordinacije
(WSN, WSAN, QoS, multi-channel, multi-sink, experimental validation, large-scale, hybrid coordination model)

Sažetak
Bežične senzorske mreže, BSM (engl. Wireless Sensor Networks ; WSN) predstavljaju strukturu sadržanu od senzorskih čvorova raspoređenih u promatranom prostoru. Ova disertacija stavlja u prvi plan posebnu vrstu bežičnih senzorskih mreža koja uz osjetni (senzorski) element uključuje i aktorski (djelatni) element. Ove vrste BSM-a nazivaju se još i bežične senzorske i aktorske mreže, BSAM (engl. {;Wireless Sensor and Actor Networks};, WSAN). Razvojem BSAM pojavljuju se nove primjene i aplikacije gdje postojeći modeli koordinacije nisu odgovarajući. Primjer primjene je okruženje gdje aktorski čvor u mreži šalje upit određenog sadržaja prema centru obrade izvan same BSAM i očekuje odgovor na postavljeni upit. Zbog mogućih industrijskih primjena ovog modela zahtjevi koji se postavljaju na mrežu uključuju visoku pouzdanost, malo kašnjenje i veliku zalihost mreže, što nije moguće ostvariti koristeći postojeće modele koordinacije u BSAM. Ovi zahtjevi se mogu svesti pod pojmom podrške kvaliteti usluge (engl. {;Quality of Service};, QoS) u BSAM. U okviru ove disertacije predložen je novi hibridni model koordinacije u BSAM koji omogućuje visoku pouzdanost komunikacije i zalihost mreže te toleranciju na kvarove. Kako bi se smanjio problem dijeljenog medija i stvaranja zagušenja na strani krajnjeg odredišta u mreži, u ovoj disertaciji predložen je protokol komunikacije međuslojnim pristupom, tj. poprečnim dizajnom slojeva (engl. {;cross-layer approach};), koji koristi višekanalnu arhitekturu i višeodredišnu topologiju, s ciljem poboljšanja kvalitete usluge u BSAM: {;H-CLMC};. Implementacijom predloženog protokola smanjuje se utjecaj dijeljenog medija korištenjem višekanalne arhitekture. Konačni rezultat je smanjenju vremena odziva te povećanjem vjerojatnosti uspješnog upita u BSAM, što rezultira poboljšanjem kvalitete usluge. Predloženi H-CLMC protokol vrednovan je metodom simulacije i eksperimentom u laboratorijskim uvjetima, te je prikazana prednost predloženog protokola u usporedbi s postojećim rješenjima iz literature (ACS i CONTROL). Naposljetku, za predloženi protokol komunikacije predložena je metoda procjene kvalitete usluge u velikim BSAM, postupkom skaliranja mreže iz laboratorijskih uvjeta. Predložena je metoda procjene kvalitete usluge temeljena na empirijskom modelu kumulativnog broja upita u mreži, u jedinici vremena (CQPS) i vjerojatnosti uspješnog upita. Predložen je model vjerojatnosti uspješnog upita za različite brojeve krajnjih odredišta u mreži, te model vremena odziva. Naposljetku, opisane su prednosti i nedostatci predložene metode te su predložene smjernice za buduće istraživanje.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA