Μελέτη ad-hoc δικτύων για το διαδίκτυο συσκευών

Abstract

Η εξέλιξη των ασύρματων επικοινωνιών και της ηλεκτρονικής έχει οδηγήσει στη δημιουργία δικτύων από συσκευές χαμηλού κόστους χωρίς συγκεκριμένη δομή. Τα δίκτυα αυτά, όπως είναι τα δίκτυα αισθητήρων, αποτελούνται από μικρού μεγέθους κόμβους, οι οποίοι δεν έχουν μια κεντρική διαχείριση. Η απουσία σταθερής υποδομής καθιστά αυτά τα δίκτυα κατάλληλα για επικοινωνία σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, σε δύσβατες περιοχές, δικτύωση μεταξύ αυτοκινήτων κλπ., δημιουργεί όμως και ένα σύνολο από νέες απαιτήσεις για το σχεδιασμό τους. Η παρούσα πτυχιακή εργασία μελετά τα σύγχρονα ad hoc δίκτυα για την ασύρματη διασύνδεση συσκευών. Στο Κεφάλαιο 1 παρουσιάζονται τα ασύρματα συστήματα κινητών επικοινωνιών και περιγράφονται τα ασύρματα τοπικά δίκτυα και τα κυψελωτά δίκτυα επικοινωνιών. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται διάφορες περιπτώσεις ασύρματων ad hoc δικτύων, όπως είναι τα κινητά ad hoc δίκτυα (MANET), τα δίκτυα σώματος (body area network – BAN), και τα ασύρματα προσωπικά δίκτυα (wireless personal area network -WPAN). Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται τα πιο γνωστά πρωτόκολλα δρομολόγησης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα ασύρματα ad hoc δίκτυα και περιγράφονται οι κατηγορίες και τα χαρακτηριστικά των πρωτοκόλλων αυτών. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα πιο γνωστά πρωτόκολλα επικοινωνίας και τεχνολογίες οι οποίες υποστηρίζουν ή έχουν τη δυνατότητα να υποστηρίξουν ad hoc τοπολογίες. Περιγράφονται τα πρότυπα 802.11, HIPERLAN-2, Bluetooth, η αρχιτεκτονική Scatternet και το πρότυπο Zigbee. Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα θέματα ασφάλειας των ad hoc δικτύων και περιγράφονται οι απαιτήσεις ασφάλειας, οι απειλές και οι επιθέσεις που μπορούν να λάβουν χώρα στα ad hoc δίκτυα. Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται η ανάλυση και το μοντέλο προσομοίωσης για τη μελέτη της σύνδεση μίας συσκευής με γειτονικές συσκευές οι οποίες είναι τυχαία κατανεμημένες στο χώρο παρουσία διάλειψης με κατανομή Nakagami-m αλλά και ομοδιαυλικής παρεμβολής. Η ανάλυση αλλά και τα αποτελέσματα του μοντέλου προσομοίωσης δείχνουν την επίδραση διαφόρων παραμέτρων του συστήματος, όπως ισχύς εκπομπής, ισχύ παρεμβολής, περιβάλλον διάδοσης και χωρική πυκνότητα των συσκευών στην πιθανότητα διασύνδεσης της κάθε συσκευής. Στο Παράρτημα Α παρουσιάζεται ο κώδικας Matlab των προγραμμάτων του μοντέλου προσομοίωσης βάσει των οποίων εξάγονται τα αποτελέσματα του προηγούμενου κεφαλαίου.