Αξιολόγηση πρωτοκόλλων δρομολόγησης για το πρόβλημα δρομολόγησης προς το Sink σε δίκτυα επικοινωνίας Μηχανής-προς-Μηχανή (Machine-to-Machine, M2M)

Abstract

Ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων αποτελείται από ένα μεγάλο αριθμό ασύρματων αισθητήρων χαμηλής ισχύος που είναι διασκορπισμένοι κατά μήκος μιας γεωγραφικής περιοχής. Το δίκτυο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση και τον έλεγχο του φυσικού περιβάλλοντος από απομακρυσμένες τοποθεσίες. Κάθε κόμβος αισθητήρας τροφοδοτείται από μπαταρία και είναι εξοπλισμένος με έναν αισθητήρα, με δυνατότητες επεξεργασίας και με επικοινωνία μέσω εκπομπών μικρής εμβέλειας. Τα δεδομένα που ανιχνεύονται από τους αισθητήρες δρομολογούνται στον τελικό χρήστη μέσω αρχιτεκτονικών πολλών βημάτων μέχρι το base station. Σημαντικές εφαρμογές των ασύρματων δικτύων αισθητήρων περιλαμβάνουν real-time παρακολούθηση της κίνησης, έξυπνες εφαρμογές για το σπίτι, παρακολούθηση ασθενών στον τομέα της υγείας, αποφυγή και καταγραφή φυσικών καταστροφών κτλ. Η βασική λειτουργία των ασύρματων δικτύων αισθητήρων είναι η συστηματική συλλογή των δεδομένων που έχουν ανιχνευθεί έτσι ώστε να μεταφερθούν τελικά στο base station (που αναφέρεται ως Sink). Εφόσον οι κόμβοι αισθητήρες περιορίζονται από την ενέργεια, η επικοινωνία ανάμεσα στο base station και τους αισθητήρες πρέπει να είναι αποτελεσματική ως προς αυτό το χαρακτηριστικό. Η πρόκληση-κλειδί σε τέτοια περιβάλλοντα είναι ο σχεδιασμός πρωτοκόλλων δρομολόγησης που μεγιστοποιούν τη διάρκεια ζωής του δικτύου. Η διάρκεια ζωής του δικτύου είναι η χρονική στιγμή κατά την οποία ο πρώτος κόμβος αισθητήρας του δικτύου πεθαίνει, για παράδειγμα, τελειώνει η μπαταρία του. Η συλλογή και μεταφορά των δεδομένων είναι ένα σημαντικό θέμα στα δίκτυα αισθητήρων. Η βασική ιδέα είναι να συνδυαστούν δεδομένα από διαφορετικούς αισθητήρες με σκοπό να μειωθούν οι πλεονάζουσες μεταδόσεις, γεγονός που θα οδηγήσει σε αποτελεσματική χρήση των πόρων ενέργειας. Για τη διερεύνηση και την αξιολόγηση των πρωτοκόλλων δρομολόγησης σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων που λαμβάνουν υπόψη το πρόβλημα της δρομολόγησης προς το sink για M2M δίκτυα επικοινωνιών χρησιμοποιείται το πακέτο προσομοίωσης OPNET.