所有提交的电磁系统将被重定向到在线手稿提交系统。作者请直接提交文章在线手稿提交系统各自的杂志。

识别在无线传感器网络

P.Madhavidevi1,P.Rajasekhar2
  1. 计算机科学与工程的学生,部门,Siddartha教育学院组织的机构,C。Gollapalli Tirupathi,印度
  2. 计算机科学和工程的副教授,部门,Siddartha教育学院组织的机构,C。Gollapalli Tirupathi,印度
相关文章Pubmed,谷歌学者

访问更多的相关文章国际期刊的创新在计算机和通信工程的研究

文摘

我们建议一个算法,允许每个节点(i)来检测当连接到一个特别选择的节点已经丢失,和(2)一个或多个节点(连接到特殊节点后削减)注意到的发生率。该算法是分散和异步:想交谈只有这些节点,每个节点的信息范围内。迭代计算的算法是基于一个虚构的“电势”节点。迭代计划会议的底层是自治网络的大小和安排。我们通过仿真证明该算法的有效性和实际硬件实现。在本文中,采用合理的限制随机移动模型,我们试图填补这个空白。具体地说,我们认为网络具有n个节点的单位面积平均分为细胞面积n每个进一步均匀分为广场面积n。细胞内所有节点只能移动它们最初分散,在每个时间段的开始,每个节点从其当前广场一个统一选择点一次又一次选择相邻的广场。通过提出一种新的多跳中继方案,我们有光滑的吞吐量和延迟之间的取舍,诡计多端的节点的移动性。我们也考虑的网络区域n和发现系统大小不影响之前获得的结果。



介绍

在本文中,我们提出一个分布式算法来检测削减,名为分布式检测(以便)算法。算法允许每个节点检测DOS事件和节点的一个子集来检测cco事件。我们提出的算法是分布式和异步:它只涉及当地相邻节点之间的通信,并健壮的临时节点对之间的通信故障。以便决定算法的一个关键组件是一个分布式迭代计算步骤通过节点计算其电势(虚构的)。计算的收敛速度是独立于网络的规模和结构。DOS检测算法适用于任意网络的一部分;一个节点只需要沟通其邻国的标量变量。cco检测算法的部分仅限于网络部署在二维欧几里得空间,和节点需要知道自己的位置。不需要高度精确的位置信息。该算法是我们之前的扩展工作[5],这部分研究了DOS检测问题。
请注意,所有上述研究移动ad hoc网络的能力承担全球流动性,即。整个网络,节点可以移动。然而,这并不总是可能的情况,因为在很多情况下节点只在一个有限的地区。例如,在一个无线网络覆盖一个大城市,每个网络用户通常只围绕一个小面积接近他或她的家里,包括工作场所、杂货,餐馆,等等。另外一个例子,考虑一个在战场上无线网络。士兵不允许移动整个战场。相反,他们只能在自己的领域在战场上。在文献中,立即和沙研究吞吐量能力限制下流动模型,其中每个节点可以沿着一个随机选择的单位球面上大圆沿大圆均匀平稳分布。他们可以表明一个常数每个节点吞吐量和延迟。在本文中,我们调查的吞吐量能力更实际的限制下随机移动模型,并尝试提供一个光滑的吞吐量和延迟来填补这个巨大的差距之间的权衡现有文献中此外,我们注意到,在文学研究无线网络的容量通常是在一个密集的网络或扩展网络。在这项研究中,我们也探索网络规模的影响能力和网络延迟。 In particular, we consider a network of area n, where图像,表明网络大小不会改变的能力和网络中延迟界限。

分布式减少检测

定义和问题公式化

我们试图解决的问题是双重的。首先,我们要让每个节点检测从源(即断开连接。,如果一个DOS事件发生)。第二,我们想启用节点,接近削减但仍然连接到源(即。,那些经验cco事件)检测cco事件和通知源节点。有一个algorithm-independent限制如何准确地削减仍然可以检测到节点连接到源,这是相关的漏洞。图1提供了一个激励的例子。这是详细讨论的补充材料,包括正式的定义“洞”等等。因此,我们重点发展的方法来区分从大洞小洞/削减。我们允许的可能性算法可能无法告诉一个大洞的周长比的减少,从图1的示例(b)和(c)表明,它可能无法区分他们。注意,讨论孔检测部分仅限于网络节点部署在2 d。

状态更新法律和电类比

DCD计划的算法是基于以下电类比。想象一下无线传感器网络作为一个电路在源节点注入电流和提取出一个共同的虚拟节点连接到传感器网络的每个节点。每条边被1Ω电阻器。当切割分离某些节点从源节点,每个节点的潜力变成0,由于没有电流注入他们的组件。势计算的迭代计划(描述的续集),只需要定期相邻节点间的通信。节点使用计算势来检测如果DOS事件发生(即。,如果他们从源节点断开)。检测cco事件,该算法利用节点的势,这一事实也连接到源节点改变后。然而,改变节点的潜力不足以检测cco事件,因为失败的节点不导致降低也会导致势的变化他们的邻居。因此,cco检测所得通过使用调查的消息是由某些节点遇到失败的邻居,和转发的方式从一个节点到另一个,如果短路径围绕一个“洞”由节点失败,消息

分布式检测(以便)算法

DOS检测

这里的方法是利用这一事实,如果状态是接近0然后断开从源节点,否则不精确(这是由定理1的部分。为了减少灵敏度算法的网络规模和结构的变化,我们使用一个标准化的状态。DOS检测部分由稳态检测规范化状态计算,和连接/分离检测。我每个节点维护一个二进制变量图像(k),设置为1,如果节点认为这是与源和0。这个变量,称为DOS状态,初始化为1由于没有理由相信一个节点连接到最初的来源。积极稳定的节点跟踪状态过去使用以下方法。我计算每个节点归一化状态的差异图像)如下:
图像
在哪里图像是一个小的正数。节点我保持一个布尔变量PSSR(积极稳定状态达到)和更新PSSR (k)←1如果图像图像图像连续的迭代),图像是一个小的正数,图像是一个小整数。初始0值的状态是不被认为是一个稳定的状态,所以PSSR (k) = 0图像
图像
图像
在ˆ图像是最后的稳定状态被我在k,即。,最后输入的向量图像
如果我的归一化状态小于图像,在那里图像是一个小的正数,那么该节点宣布削减发生:
图像如果正常状态图像意义没有看到k,直到稳定状态图像设置为0,如果状态是积极的和1。

cco检测:

cco事件检测算法依赖于找到一个短路径在一个洞,如果它存在,partiallinspired的干扰检测算法提出了[6]。该方法利用节点状态分配tasof hole-detection最合适的节点。Whea节点检测到一个巨大的改变在其本地状态以及afailure一个或更多的邻居,和thesevents都发生在一个小的时间间隔(预定),节点发起调查信息。算法的伪代码,决定何时发起调查的包括在部分SupplementarMaterial。每个探测消息p包含以下信息:(i)独特的调查ID, (ii)调查重心C (SupplementarMaterial seAlgorithm调查启动),(3)目的地节点,(iv)路径遍历(ichronological顺序),和(v)角度穿越thprobe重心。调查等方式转发,如果探针creatioof引发的一个小洞或削减(周长小于孔周围的探针遍历路径方向逆时针(公约)和到达节点thainitiated调查。在这种情况下,净角探测器的遍历图像另一方面,如果探针wainitiated边界发生的削减,即使thprobe最终达到起始节点,neangle遍历的探针是0。节点转发probonly如果探头的距离(ohops数量)小于一个阈值,如果调查启动由于削减大量内部/ holethen它将被一个节点(即吸收。距离,不转发,因为它超过了阈值约束)和吸收节点宣称hataken cco事件的地方。细节当源节点提醒的发生减少网络包括在补充材料。马克斯计算所需的信息和更新thesprobe cco检测变量需要以下假设:

假设1:

我)将二维几何图形,传感器网络是一个图像表示第i个节点的位置在一个常见的笛卡尔参考性用途框架;2)每个节点知道自己的位置以及雅典邻国的位置。
位置信息所需的节点不需要精确,因为它仅用于计算探测消息的目的地。网络的假设2 d是需要能够定义连续波或公约方向明确,用于转发调查。在迭代的开始,每个节点开始探测过程的列表。探针的列表是探针的结合从邻国和探针接收它决定启动,如果任何。的方式,每个探测器的列表中的信息是由一个节点更新部分中描述的补充材料。

AMULTIHOP继电器方案

我们继续我们的主要结果之前,我们首先提出一个新的多次反射源目的地之间的传输对继电器方案。骶髂关节。网络中每平方变得活跃在每一个图像时间槽。根据流动模型,在每个时间段每个节点移动的距离图像的速度图像所以时间槽的长度将c将确定后的价值。
s ii。一个节点在一个活跃的广场可以传输数据包到另一个节点只有在同一个广场或两个相邻方块。具体来说,每个时间段都是进一步分为三个槽底沟,B和C,相同的长度。与N个节点,每个槽底沟进一步分为N minislots相同的长度。。在槽底沟,如果图像每个节点作为源传送一个接一个在minislot数据包到另一个随机选择的节点在同一个广场,它充当一个继电器。这个继电器节点也可以是一个目标节点。在槽底沟B,如果这个活动广场室内广场,什么也不会发生。否则,如果这个活动广场的边界单元,每个节点在这个广场作为中继传输一个接一个的minislot数据包到另一个随机选择的节点的相邻的平方在相邻的单元格中,也作为一个继电器。这个继电器节点也可以是一个目标节点。在槽底沟C,如果图像每个节点作为中继传输一个接一个的minislot数据包到目的节点是否在同一个广场。否则,什么也不会发生。换句话说,在收到一个数据包从源节点在同一单元格中,中继节点携带这个包绕,直到它进入细胞的边界,这个中继节点转发数据包到另一个节点在一个邻近的细胞。因此,包传送至少一次,最多两次经过的每一个细胞

生产能力和机动性

我们第一次获得一个上界的生产能力计划满足假设(A1)和(A2)。回想一下,一个传播被认为是成功的协议模型是否满足。假设图像传输和图像分别在同一时间t。然后,我们有图像图像
图像

平均分组延迟和机动性

我们忽略数据包的传输时间,由于传输是由更小时间尺度比节点的移动性。我们也忽视了排队延迟[31]。在这项研究中,我们主要关注造成的延迟节点随机移动。我们定义三种细胞。一个细胞的源节点包位于被称为细胞来源。一个细胞一个数据包的目标节点位于被称为目标细胞。另一个细胞包经过被称为继电器的细胞。,我们已经证明当图像正方形有至少两个节点的概率1。因此,源节点总是可以找到一个中继节点。表示所需的时间继电器节点在源细胞首先触及边界广场通过T广场,而不是环大小为n S。注意,一个细胞是一个图像。因此,由于方法1图像所以,包可以在细胞间传递成功概率高。让图像表示每个继电器单元所花费的时间,和图像的期望。请注意,引理4给出了预期图像首先打击时间当n个节点均匀分布在广场,在继电器单元,节点需要从相反的触及边界边界。自[23]表明,旅行时间和距离的增加,预期的边界达到时间继电器单元有下界的预计首中时定义之前,也就是说,
图像

之间的权衡能力、延迟和流动性

回想一下,两个参数图像图像一起定义流动模式,图像还定义了一个下界的传播范围。在定理1中,我们看到,为了获得更高的吞吐量,我们需要增加图像而减少图像,这意味着我们需要允许节点移动在一个更大的区域有一个较小的传输范围。然而,通过这样做,延误也会增加随着吞吐量的增加,我们可以找到定理结果,显然,中间有取舍能力,延迟,和机动性。
然后,指数阶上界的预期平均分组延迟这部分工作是由美国国家科学基金会资助下CNS - 0916391, CNS0716450, CNS - 0721744, CNS - 1147813/1147851,格兰特B08038下中国111项目。j·李也部分的工作由日本社会的科学研究促进Grand-in-Aid科技(jsp),小川的基础信息和电信。x黄也被部分的工作由中国国家自然科学基金资助下60903192和中国国家高技术研究发展计划(863计划)资助2011 aa010503。本文的早期版本在2010年INFOCOM [19]。

结论

移动ad hoc网络已经被证明能够提供nondiminishing每个节点的吞吐量,即使在网络的节点数量趋于无穷。然而,代价是网络中的端到端延迟非常高,在_图像用对数的可能因素。因此,我们可以只有很低的吞吐量,图像和短延迟图像在静态特设网络,或更高的吞吐量,图像和更长的延迟,图像在移动ad hoc网络。两个极端之间有很大的差距,这产生了一个有趣的问题:我们如何填补这一空白?这个问题无疑是一个有效的问题。在某些场景中,我们不需要高吞吐量,但有严格要求延迟。例如,在一个战术网络,我们只能偶尔有限和加密信息交换减少的几率被窃听。但是我们提供的信息将及时收到。在其他情况下,我们预期高吞吐量,但可以容忍一个合理长度的延迟。延迟容忍网络(DTN)或一个社交网络可以这样一个例子。旨在解决上述问题,在本文中,我们提出一个新的多次反射继电保护方案,并研究了吞吐量,延迟,在无线ad hoc网络和移动。而不是全球流动性,我们考虑一个更实际的限制随机移动模型,并发现我们可以提供平滑的吞吐量和延迟之间的取舍移动ad hoc网络通过控制节点的移动模式图像此外,目前我们只考虑网络延迟在分析吞吐量和延迟之间的权衡。我们将考虑排队延迟在我们未来的工作。

数据乍一看

图 图 图
图1 图2 图3

引用

  1. 美国艾龙铝基合金和诉Saligrama无线Ad Hoc网络:策略为固定的信噪比和比例的法律制度,“IEEE反式。InformationTheory, 53卷,不。2007年6月6日,页。2044 - 2059年。

  2. 阿加瓦尔和p·库马尔特设和混合无线网络容量界限,“ACM SIGCOMM计算机通讯。牧师,34卷,没有。3,第81 - 71页,2004年7月。

  3. Buraagohain,苏瑞,c·托斯,y,“改进吞吐量范围Interference-Aware路由在无线网络中,“Proc.Computing和组合(茧' 07),2007年7月。

  4. 陈和大肠枪”,封面上的随机几何图形,“Proc。国际讨论会自动机,语言和编程,2005年7月。

  5. o . Dousse m . Franceschetti, p . Thiran”在无线中继网络的吞吐量变化”,IEEE反式。信息理论,52卷,不。2006年6月6日,页。2756 - 2761年。

  6. e . Duarte-Melo a . Josan d . Neuhoff m . Liu和美国普拉丹,”节点密度的影响和传播模型吞吐量变化ofWireless网络,“Proc, IEEE国际计算机协会。信息理论(按06年),2006年7月。

  7. m . Franceschetti o . Dousse,谢霆锋大桥街,p . Thiran”关闭无线网络的能力的差距通过渗流理论,“IEEETrans。信息理论,53卷,不。3,页。10091018,2007年3月。

  8. 贾迈勒,j .定角色,和d·沙阿,“ThroughputDelay权衡在无线网络中,”Proc。IEEE INFOCOM, 2004年3月。

  9. 贾迈勒,j .定角色,和d·沙阿,“吞吐量,延迟权衡在无线Networks-Part我:流体模型,“IEEE反式。信息理论,52卷,不。2006年6月6日,页。2568 - 2592年。

  10. 贾迈勒,j .定角色,和d·沙阿,”ThroughputDelay权衡在无线Networks-Part II:数据包大小不变,“IEEE反式。信息理论,52卷,不。2006年11月11日,页。51115116。

  11. m . Grossglauser和d .谢霆锋“移动增加临时无线网络的能力,“IEEE / ACM反式。网络,10卷,没有。4,第486 - 477页,2002年8月。

  12. p·古普塔和p·库马尔,“无线网络的能力,”IEEE反式。信息理论,46卷,不。2,页388 - 404,2000年3月。

  13. p·古普塔和p·库马尔,”互联网在天空:三维无线网络的能力,”在信息和通讯系统,1卷,33-50,2001页。

  14. [14]c . Hu x王,f . Wu”Motioncast:能力和延迟权衡,“Proc。ACM MobiHoc, 2009年5月。

  15. d . Knuth计算机编程的艺术。addison - wesley, 1998年。

  16. Kozat和l . Tassiulas“吞吐量能力随机的特设网络基础设施的支持,“Proc。ACM MobiCom, 2003年6月。

  17. p·李和y方”,影响拓扑和交通模式的混合无线网络的能力,“IEEE反式。移动计算,8卷,不。12日,第1595 - 1585页,2009年12月。438年IEEE移动计算,11卷,没有。2012年3月3日

  18. p·李和y方,“异构无线网络的能力,”Proc, IEEE INFOCOM, 2010年3月。

  19. p·李,方y, j·李,“吞吐量、延迟和流动性在无线Ad Hoc网络,“Proc, IEEE INFOCOM, 2010年3月。

  20. p .李、黄x和y,“多次反射蜂窝网络的扩展能力,”Proc, IEEE INFOCOM, 2011年4月。

  21. 李p . m .锅,y,“三维无线Ad Hoc网络的能力,“Proc, IEEE INFOCOM, 2011年4月。

  22. c . p . Li张,y方”能力和延迟混合无线宽带接入网络,“IEEE j .选定在通讯领域,27卷,没有。2,第125 - 117页,2009年2月。

  23. x, g·沙玛,r . Mazumdar和n .鉴定“简并推迟产能权衡与布朗移动ad hoc网络,“IEEE / ACM反式。信息理论,52卷,不。2006年6月6日,页。2777 - 2784年。

  24. x林和注意:鉴定,“基本Capacity-Delay权衡在大型移动Ad Hoc网络,“Proc。第三个安。地中海AdHoc网络网络研讨会(MedHoc ' 04), 2004年6月。

  25. 刘,刘z d . Towsley“混合无线网络的能力,”Proc, IEEE INFOCOM, 2003年3月。

  26. 刘,p . Thiran, d . Towsley”能力的无线Ad Hoc网络基础设施,“Proc。ACM MobiHoc, 2007年9月。

  27. j .立即和d·沙”,在随机的无线网络吞吐量和延迟限制流动,“IEEE反式。信息理论,53卷,不。3,第1116 - 1108页,2007年3月。

  28. Sadjadpour r·莫拉·h·j·Garcia-Luna-Aceves,“在无线Ad Hoc网络Mobility-Capacity-Delay权衡”,IEEE / Proc。ACM 12日安。如计算机协会。建模、分析和模拟计算机和电信。系统(吉祥物“04),2004年10月。

  29. m·尼利和大肠Modiano AdHoc网络移动网络容量和延迟交易,”IEEE反式。信息理论,51卷,不。2005年6月6日,页。1917 - 1937年。

  30. Ozgur o .桑德琳,d .谢霆锋“分层合作达到最优容量扩展特设网络,“IEEE反式。信息理论,53卷,不。10日,第3572 - 3549页,2007年10月。

  31. g·沙玛,r . Mazumdar和n .鉴定”在移动Ad Hoc网络延迟和能力的权衡:全球的角度来看,“IEEE / ACM反式。网络、15卷,没有。5日,第992 - 981页,2007年10月。

  32. s Toumpis,“容量范围内无线网络的三个类,“Proc。ACM MobiHoc, 2004年5月。

  33. Toumpis和a·戈德史密斯,”大型无线网络在衰落,流动性,和延迟的限制,“Proc, IEEE INFOCOM, 2004年3月。

  34. l .应美国杨,r . Srikant”移动Ad Hoc网络最优Delay-Throughput权衡”,IEEE反式。信息理论,54卷,不。9日,第4143 - 4119页,2008年9月。

  35. Zemlianov和g . Veciana”能力的临时无线网络基础设施的支持,“IEEE j .选定在通讯领域,23卷,没有。3,第667 - 657页,2005年3月。

  36. 朱x, p .李,方y, y王”在合作无线网络吞吐量和延迟部分基础设施、“IEEE反式。车辆技术、卷。58岁的没有。8日,第4627 - 4620页,2009年10月。

全球技术峰会