1. |
2. |
3. Modeling and simulation of wireless radio networks: a case of student seminar workŽarko Čučej, Karl Benkič, 2009, izvirni znanstveni članek Opis: In high education of telecommunication and automatic control, modeling and simulating complex systems of distributed monitoring and control are proven methods how to teach, learn and comprehend their essentials. The complexity oftheir use requires students to integrate knowledge from different courses and thatćs why they fit very well within the individual student project, as part of the seminar work. The importance of modeling and simulation in modern engineering is very well known. Recently, with development of new tool, which incorporates parts of real equipment, for xample telecommunication nodes with preprocessing of acquired data or controllers with integrated communication nodes, modelling and simulation have become not only useful to engineers, evelopersor researches but also very attractive to students. This article presents a case of modeling and simulation of wireless sensors networks using professional simulation tools from OPNET and open-code tools developed by our Ph. D. students.
Ključne besede: teaching, learning, simulation, telecommunication, automatization
Objavljeno v DKUM: 31.05.2012; Ogledov: 1606; Prenosov: 42
 Povezava na celotno besedilo |
4. Prometno uravnoteženi usmerjevalni algoritmi za brezžična senzorska omrežja : doktorska disertacijaKarl Benkič, 2010, doktorska disertacija Opis: Brez i ne komunikacije, kot na primer GSM
tehnologija, WiFi vstopne točke, digitalna televizija in drugo
postajajo v naših ž ivljenjih vedno bolj prisotna. Cenovna dostopnost
komponent in nagel industrijski razvoj je vzpodbudil uporabo
brezžičnih komunikacij tudi v osebne namene (kot primer podajmo samo
GSM telefon in BlueTooth slušalko). Ljudje smo vedno bolj vpeti v
svet komunikacij pa se često tega niti ne zavedamo. Vedno manjše,
cenejše in zmogljivejše komponente so pripomogle k uporabi brezžičnih
komunikacij v prej nepredstavljivih aplikacijah. Eno izmed takšnih
aplikacij predstavljajo tudi brezžična senzorska omrežja (BSO).
Brezžična senzorska omrežja so omrežja, sestavljena iz majhnih,
baterijsko napajanih, pametnih senzorjev sposobnih brezžične
komunikacije. Njihova radijska vidljivost je ponavadi majhna, cena pa
tako nizka, da senzorske enote po uporabi preprosto zavržemo.
Namenjena so spremljanju različnih fenomenov (sezmiologija,
spremljanje habitata, spremljanje požarov, vojaške aplikacije... ).
Med intenzivnejše raziskave brežičnih senzorskih omrežij že od vsega
začetka spadajo raziskave usmerjevalnih algoritmov. Standardni
usmerjevalni algoritmi uporabljeni v standardih IEEE 802.11x zaradi
posebnosti BSO niso uporabni ali pa je njihova uporaba v BSO
nesmiselna (zaradi velike potrošnje procesorskih ali spominskih virov
ter energije). Posledično so raziskave usmerjene v za brezžična
senzorska omrežja posebej prilagojene protokole usmerjanja prometa. V
tezi smo se omejili na raziskave prometno uravnote enih algoritmov, ki
sporočila pošiljajo po najkrajši možni poti (minimalno število etap).
Raziskovali smo usmerjanje v statičnih BSO, kjer senzorji s časom ne
spreminjajo svoje lege ali pa jo spreminjajo v intenziteti, ki ni
bistvena za delovanje algoritmov. Predlagan usmerjevalni protokol je
sestavljen iz dveh algoritmov: BFS algoritma in optimalnega
polprirejanja. Algoritem za izra un minimalnega števila potrebnih
etap, da je sporočilo poslano od vozlišča do bazne postaje je v
bistvu dodelan BFS algoritem. Z BFS algoritmom izračunamo nivo
vsakega vozlišča (nivo predstavlja oddaljenost od bazne postaje v
etapah) v omrežju. Vozlišča iz dveh sosednjih nivojev za potrebe
algoritma iskanja optimalnega polprirejanja predstavimo kot virtualni
dvodelni graf. Teh virtualnih grafov je za ena manj kot število
nivojev vozlišč (n -1). Na vsak kem virtualnem dvodelnem grafu
posebej izračunamo optimalno polprirejanje. Cilj optimalnega
polprirejanja je uravnotežitev prometa med vozlišči. Skupen rezultat
obeh algoritmov je topologija imenovana topologija prirejanja.
Topologija prirejanja je v bistvu vpeto drevo, ki ga uporablja
protokol usmerjanja. Kvaliteto uravnotežitve na vseh nivojih vpetega
drevesa ocenimo po metriki faktorja uravnotežitve (Chebyshevo sumo).
V delu predlagamo tudi nov, hitrejši algoritem za izračun optimalnega
polprirejanja. Eksperimenti so pokazali, da je izvajanje algoritma
vsaj 15 % hitrejše kot pri ostalih, do sedaj znanih algoritmih. Za
testiranje in simuliranje usmerjevalnega protokola smo uporabili
standardni MAC protokol (IEEE 802.15.4), temelje na CSMA-CA
izmikanju kolizij, kateremu smo dodali e RTS/CTS kontrolne okvirje.
Za potrditev teze smo uporabili simulacijsko okolje OPNET kjer smo
razvili model prototipa brezžičnega senzorskega vozlišča
SPaRCMosquito razvitega v laboratoriju. Rezultati simulacij so
potrdili, da protokol zaradi svojega načina delovanja pripomore k
manj i porabi energije celotnega senzorskega omre ja in kraj im
latentnim časom sporočil poslanih od senzorskih vozlišč do bazne
postaje. Predlagan usmerjevalni algoritem
Ključne besede: brezžična senzorska omrežja, protokoli usmerjanja, teorija grafov, uravnoteževanje obremenitev
Objavljeno v DKUM: 12.10.2010; Ogledov: 3345; Prenosov: 247
 Celotno besedilo (8,60 MB) |
5. MODELIRANJE CDMA BREZŽIČNIH SENZORSKIH OMREŽIJKarl Benkič, 2009, magistrsko delo Opis: Ljudje smo vse bolj vpeti v svet brezžičnih komunikacij. Vedno manjše, cenejše in zmogljivejše elektronske komponente omogočajo intenzivnejšo uporabo brezžičnih komunikacij (WiFi, Bluetooth, WiMax, G3, Paketni radio, Osebna področna omrežja…), tako na osebnem področju, kot tudi v profesionalni rabi.
Eno od specifičnih področij uporabe predstavljajo Brezžična Senzorska Omrežja (BSO). V tipični uporabi, BSO sestavlja več sto majhnih, »pametnih«, baterijsko napajanih senzorskih enot, sposobnih brezžične komunikacije. Doseg takšnih senzorskih enot je relativno omejen, naprave pa navadno po uporabi zavržemo.
Lastnosti in omejitve BSO so pogosto pogojene z vrsto uporabe. Prav zato se pojavlja potreba po snovanju posebnih, namensko prilagojenih, protokolov večine slojev ISO/OSI komunikacijskega modela. Ta proces je zelo zahteven, zato obstaja velik interes po orodjih, ki bi olajšala proces snovanja in preizkušanja novih konceptov in protokolov BSO. V magistrski nalogi smo izdelali programsko orodje, ki omogoča modeliranje BSO s pomočjo teorije grafov in teorije prenosnih kanalov. Program smo poimenovali SPaRCSoft. Za namene validacije programa smo izdelali brezžično senzorsko omrežje, sestavljeno iz osmih senzorskih enot. Delovanje omrežja smo primerjali z simulacijskim modelom v SPaRCSoft programski opremi. Paket strojne in programske opreme, ki omogoča razvoj modeliranje in simulacijo BSO protokolov, smo poimenovali »Academic education Wireless Sensor Network« (AeWSN).
Ključne besede: Brezžična senzorska omrežja, CDMA, modeliranje, programska oprema
Objavljeno v DKUM: 29.05.2009; Ogledov: 3497; Prenosov: 281
Celotno besedilo (4,41 MB) |
6. |
