Interference reduction in mobile ad hoc and sensor networks

العناوين الأخرى

تقليص التداخل في الشبكات المتنقلة العشوائية و الاستشعارية

مقدم أطروحة جامعية

Hasan, Maali Awad Sabir

مشرف أطروحة جامعية

Abu Haybah, Ibrahim S. I.

الجامعة

الجامعة الإسلامية

الكلية

كلية الهندسة

القسم الأكاديمي

قسم هندسة الحاسوب

دولة الجامعة

فلسطين (قطاع غزة)

الدرجة العلمية

ماجستير

تاريخ الدرجة العلمية

2010

الملخص العربي

لاقى حقل الشبكات المتنقلة العشوائية و شبكات الاستشعار اللاسلكية في العقد الماضي اهتماما متزايدا نتيجة للتوسع الملحوظ في مجالاته العملية و تطوراته التقنية، كما ساعد الاتصال اللاسلكي على سهولة انتشار المعلومات و تواصلها بما يفوق قدرة مجال الإنترنت السلكي، غير أنه لا يزال هناك تحديات جديرة بالاهتمام تواجه نمو هذا المجال، فمثلا طوبولوجيا هذا النوع من الشبكات تجعلها ضعيفة لعدة اعتبارات منها تعرض مثل هذه الشبكات للتداخل و مدى تأثيره على كفاءة و فاعلية هذا النوع الخاص من الشبكات.

فإذا كانت طبولوجيا الشبكة تعاني من التداخل، فإن هذا سيؤدي إلى تصادم إشارات الاتصال التي ترسلها العقد المتراسة فيما بينها، كما سيسبب تأخيرا جديا في تسليم البيانات للعقد المعنية، و من جهة أخرى سينتهي كل هذا باستهلاك المزيد من الطاقة و التي هي نقطة ضعف هذه الشبكات.

لذلك، نصل إلى استنتاج مفاده أن التداخل يشكل تأثير سلبي ملحوظ على أداء الشبكات المتنقلة العشوائية و الاستشعارية، ففي مجال البحث توصل الباحثون إلى استخدام آليات التحكم في طوبولوجيا هذه الشبكات في حل الكثير من المشاكل التي تواجهها.

الحافز من وراء استخدام تقنية التحكم بالطوبولوجيا هو الحفاظ على الارتباط بين العقد في الشبكة، و كذلك للحد من درجة العقدة و الذي يعني الحد من التداخل، و من جهة أخرى الحد من استهلاك الطاقة في العقد الاستشعارية.

كما تشير بعض الدراسات أن العقدة يمكن أن تتداخل مع عقدة أخرى حتى لو كانت خارج نطاق اتصالها، لذا فإن تصميم خوارزميات تستغل آليات التحكم في الطبولوجيا و تأخذ في الحسبان التداخل أمر ضروري لتحسين أداء الشبكة، فهو من جهة يقلل من تصادم و إعادة إرسال حزم (عند فقد حزم البيانات نتيجة التداخل) و الذي-بشكل غير مباشر-يقلل من استهلاك الطاقة و يزيد من فترة عمل الشبكة.

في هذه الأطروحة، اقترح خوارزمية جديدة لبناء طبولوجيا تأخذ في عين الاعتبار التداخل و تعتمد على إنشاء مجموعة مهيمنة مرتبطة من العقد و هي خوارزمية IACDS : خوارزمية بسيطة، موزعة، تراعي التداخل، و ذات كفاءة في استخدام الطاقة، فهي تجد مجموعة مهيمنة مرتبطة من العقد و ذلك بإيقاف العقد التي لا لزوم لها مع الحفاظ على الشبكة مرتبطة، و توفير تغطية اتصال كاملة لجميع النقاط مع الحد الأدنى من التداخل.

خوارزمية IACDS تستخدم مقياس يعمل على (المسافة و الطاقة و التداخل) و الذي يسمح بالمفاضلة بين أطوال فروع الطوبولوجيا (المسافة) و بين قوة و متانة الطوبولوجيا (الطاقة و التداخل).

الملخص الإنجليزي

There are still a lot of open questions in the field of MANETs and sensor networks.

If a topology incurs a large interference, either many communication signals sent by nodes will collide, or the network may experience a serious delay at delivering the data for some nodes, and even consume more energy.

So, we reach to the conclusion that interference imposes a potential negative impact on the performance of wireless networks.

In the last few years, researchers actively explored topology control approaches for such networks.

The motivation of topology control (TC) is to maintain the connectivity of the network, reduce the node degree and thereby reduce the interference, and reduce power consumption in the sensor nodes.

Some literatures have pointed out that a node can interfere with another node even if it is beyond its communication range.

To improve the network performance, designing topology control algorithms with consideration of interference is imminent and necessary.

Since, it leads to fewer collisions and packet retransmissions, which indirectly reduces the power consumption and extends the lifetime of the network.

In this thesis, we propose a new interference-aware connected dominating set-based topology construction algorithm, namely, IACDS algorithm, a simple, distributed, interference-aware and energy-efficient topology construction mechanism that finds a sub-optimal Connected Dominating Set (CDS) to turn unnecessary nodes off while keeping the network connected and providing complete communication coverage with minimum interference.

IACDS algorithm utilizes a weighted (distance-energy-interference)-based metric that permits the network operator to trade off the lengths of the branches )distance) for the robustness and durability of the topology (energy and interference).

التخصصات الرئيسية

تكنولوجيا المعلومات وعلم الحاسوب

الموضوعات

• الشبكات اللاسلكية المخصصة

عدد الصفحات

85

قائمة المحتويات

• APA
• MLA
• AMA

لغة النص

الإنجليزية

نوع البيانات

رسائل جامعية

رقم السجل

BIM-300915