Daugialypių paslaugų duomenų perdavimo galimybių tyrimas kritinėse mobilių objektų komunikacijos situacijose
plugins.themes.bootstrap3.article.main67bb923be74d0
Santrauka
Tikslas – pateikti metodą, kuris leistų įvertinti mobiliame daugialypių paslaugų teikimo komunikaciniame tinkle ryšio galimybes bei duomenų perdavimo efektyvumą tarp priešingomis kryptimis dideliu greičiu judančių siuntėjo ir gavėjo mazgų.
Metodologija – eksperimentas atliktas imitacinio modeliavimo NCTUns 6.0 programiniu paketu, Fedora 12 Linux operacinėje sistemoje. Eksperimento metu modeliuojamas automobilių komunikacijos belaidis tinklas (VANET), kuriame ad-hoc principu vienas dideliu greičiu judantis mazgas perduoda duomenų srautą kitam priešpriešine kryptimi judančiam mazgui. Eksperimentas vykdomas mazgų kiekiui tinkle varijuojant nuo 10 iki 100, siekiant nustatyti mazgų kiekio įtaką duomenų perdavimo efektyvumui. Siuntėjo ir gavėjo mazgai juda dideliu greičiu (130 km/h) priešingomis kryptimis, modeliuojant realistišką automobilių eismą magistralėje. Likę automobiliai juda skirtingais greičiais: nuo 90 km/h iki 150 km/h, o jų skaičius, pagal judėjimo kryptis – pasiskirstęs tolygiai. Duomenys siunčiami automobilio nr. 4 automobiliui nr. 11. Komunikacija vyksta 801.11b protokolu bei yra naudojamas multi-hop duomenų perdavimo režimas. Duomenys perduodami UDP protokolu, vieno paketo dydis – 1000 baitų – modeliuojamas viena kryptimi siunčiamų duomenų srautas. Simuliacija vykdoma 60 sekundžių. Atitinkami parametrai parinkti, siekiant sumodeliuoti kuo realesnį automobilių judėjimą automagistralės sąlygomis. Eksperimento metu buvo įvertinamas duomenų perdavimo efektyvumas – siuntimo sparta, priėmimo sparta, paketų atmetimas, kolizijų kiekis, esant skirtingam mazgų skaičiui automobilinės komunikacijos tinkle. Sudarant eksperimentą remiamasi prielaidomis, kad komunikacijos laikas tarp siuntėjo ir gavėjo, kolizijų kiekis bei atmetamų paketų skaičius yra tiesiogiai proporcingas automobilių kiekiui tinkle.
Gauti rezultatai iliustruoja, kad ilgiausiai komunikacija gali būti išlaikoma esant didžiausiam automobilių skaičiui tinkle, tačiau šios komunikacijos kokybė yra atvirkščiai proporcinga automobilių skaičiui. Šiame kintančios topologijos tinkle, augant mazgų (automobilių) skaičiui – didėja tinklo užliejimas duomenimis bei įvyksta daug kolizijų. Atmestų paketų skaičius didėja tiesiogiai proporcingai automobilių skaičiui. Didėjant mazgų (automobilių) skaičiui, didėja ir priimamų tų pačių paketų gavėjo mazgui, atsiunčiamų skirtingų tarpinių mazgų, skaičius. Siuntėjo mazge paketai yra atmetami dėl įvykstančių kolizijų, dėl netinkamai veikiančių kanalo prieigos paskirstymo mechanizmų. Galima daryti išvadą, kad maršrutizavimo protokolai, sukurti įprastos paskirties MANET tinklams, nėra tinkamai greitai kintančios topologijos didelio masto automobilių komunikacijos tinklams, todėl norint teikti kokybiškas įvairialypes paslaugas yra reikalingi nauji maršrutizavimo protokolai bei kanalo prieigos užtikrinimo metodai, specifiškai skirti automobilių komunikacijos tinklams. Tyrimo ribotumas – pasireiškia tuo, kad eksperimentas buvo atliekamas naudojant tik AODV ad-hoc maršrutizavimo protokolą bei naudojant 802.11b ryšio protokolą. Siekiant gauti platesnį vaizdą, eksperimentas gali būti tęsiamas įtraukiant ir kitus proaktyviuosius, reaktyviuosius ir hibridinius (ADV, DSDV, AORP ir kt.) maršrutizavimo greitai kintančios topologijos ad-hoc tinkle protokolus. Taip pat modeliuojant galima panaudoti skirtingus empirinius kryptinių antenų modelius.
Praktinė reikšmė – duomenų perdavimo efektyvumas ir ryšio kokybės įvertinimo mobiliuose daugialypių paslaugų teikimo komunikaciniuose tinkluose tyrimai yra svarbūs, kadangi intelektualių transporto sistemų platformos išplėtojimas bei integravimas automobilinėje aplinkoje leistų gerokai pagerinti eismo saugumą, sumažinti sužalojimų kelyje skaičių bei keliones padaryti komfortiškesness ir patogesness, pagerinti autonominių automobilių saugumą ir efektyvumą.
Vertingumas – itin mažai mokslinių darbų, kuriuose yra sprendžiamos problemos, susijusios su ryšio tarp automobilių užtikrinimu, siuntėjui ir gavėjui judant priešingomis kryptimis automagistralėse, kur tinklo topologija gali kisti itin sparčiai ir teikiamų paslaugų didelis duomenų perdavimo poreikis gali sukelti nenumatytus atvejus. Taip pat numatant objektų sąveikos mechanizmus didelėje teritorijoje, kurioje gali būti nuo vieno iki keleto šimtų tinklo mazgų kilometre. Taip pat svarbu pabrėžti, kad būtina atskirti eismo saugumo užtikrinimo paslaugas nuo multimedija paslaugų bei naudoti kanalo prieigos mechanizmus, kuriuose eismo saugumo užtikrinimo paslaugoms yra užtikrintas aukštesnis prioritetas prieš kitas tinklu teikiamas paslaugas.
Metodologija – eksperimentas atliktas imitacinio modeliavimo NCTUns 6.0 programiniu paketu, Fedora 12 Linux operacinėje sistemoje. Eksperimento metu modeliuojamas automobilių komunikacijos belaidis tinklas (VANET), kuriame ad-hoc principu vienas dideliu greičiu judantis mazgas perduoda duomenų srautą kitam priešpriešine kryptimi judančiam mazgui. Eksperimentas vykdomas mazgų kiekiui tinkle varijuojant nuo 10 iki 100, siekiant nustatyti mazgų kiekio įtaką duomenų perdavimo efektyvumui. Siuntėjo ir gavėjo mazgai juda dideliu greičiu (130 km/h) priešingomis kryptimis, modeliuojant realistišką automobilių eismą magistralėje. Likę automobiliai juda skirtingais greičiais: nuo 90 km/h iki 150 km/h, o jų skaičius, pagal judėjimo kryptis – pasiskirstęs tolygiai. Duomenys siunčiami automobilio nr. 4 automobiliui nr. 11. Komunikacija vyksta 801.11b protokolu bei yra naudojamas multi-hop duomenų perdavimo režimas. Duomenys perduodami UDP protokolu, vieno paketo dydis – 1000 baitų – modeliuojamas viena kryptimi siunčiamų duomenų srautas. Simuliacija vykdoma 60 sekundžių. Atitinkami parametrai parinkti, siekiant sumodeliuoti kuo realesnį automobilių judėjimą automagistralės sąlygomis. Eksperimento metu buvo įvertinamas duomenų perdavimo efektyvumas – siuntimo sparta, priėmimo sparta, paketų atmetimas, kolizijų kiekis, esant skirtingam mazgų skaičiui automobilinės komunikacijos tinkle. Sudarant eksperimentą remiamasi prielaidomis, kad komunikacijos laikas tarp siuntėjo ir gavėjo, kolizijų kiekis bei atmetamų paketų skaičius yra tiesiogiai proporcingas automobilių kiekiui tinkle.
Gauti rezultatai iliustruoja, kad ilgiausiai komunikacija gali būti išlaikoma esant didžiausiam automobilių skaičiui tinkle, tačiau šios komunikacijos kokybė yra atvirkščiai proporcinga automobilių skaičiui. Šiame kintančios topologijos tinkle, augant mazgų (automobilių) skaičiui – didėja tinklo užliejimas duomenimis bei įvyksta daug kolizijų. Atmestų paketų skaičius didėja tiesiogiai proporcingai automobilių skaičiui. Didėjant mazgų (automobilių) skaičiui, didėja ir priimamų tų pačių paketų gavėjo mazgui, atsiunčiamų skirtingų tarpinių mazgų, skaičius. Siuntėjo mazge paketai yra atmetami dėl įvykstančių kolizijų, dėl netinkamai veikiančių kanalo prieigos paskirstymo mechanizmų. Galima daryti išvadą, kad maršrutizavimo protokolai, sukurti įprastos paskirties MANET tinklams, nėra tinkamai greitai kintančios topologijos didelio masto automobilių komunikacijos tinklams, todėl norint teikti kokybiškas įvairialypes paslaugas yra reikalingi nauji maršrutizavimo protokolai bei kanalo prieigos užtikrinimo metodai, specifiškai skirti automobilių komunikacijos tinklams. Tyrimo ribotumas – pasireiškia tuo, kad eksperimentas buvo atliekamas naudojant tik AODV ad-hoc maršrutizavimo protokolą bei naudojant 802.11b ryšio protokolą. Siekiant gauti platesnį vaizdą, eksperimentas gali būti tęsiamas įtraukiant ir kitus proaktyviuosius, reaktyviuosius ir hibridinius (ADV, DSDV, AORP ir kt.) maršrutizavimo greitai kintančios topologijos ad-hoc tinkle protokolus. Taip pat modeliuojant galima panaudoti skirtingus empirinius kryptinių antenų modelius.
Praktinė reikšmė – duomenų perdavimo efektyvumas ir ryšio kokybės įvertinimo mobiliuose daugialypių paslaugų teikimo komunikaciniuose tinkluose tyrimai yra svarbūs, kadangi intelektualių transporto sistemų platformos išplėtojimas bei integravimas automobilinėje aplinkoje leistų gerokai pagerinti eismo saugumą, sumažinti sužalojimų kelyje skaičių bei keliones padaryti komfortiškesness ir patogesness, pagerinti autonominių automobilių saugumą ir efektyvumą.
Vertingumas – itin mažai mokslinių darbų, kuriuose yra sprendžiamos problemos, susijusios su ryšio tarp automobilių užtikrinimu, siuntėjui ir gavėjui judant priešingomis kryptimis automagistralėse, kur tinklo topologija gali kisti itin sparčiai ir teikiamų paslaugų didelis duomenų perdavimo poreikis gali sukelti nenumatytus atvejus. Taip pat numatant objektų sąveikos mechanizmus didelėje teritorijoje, kurioje gali būti nuo vieno iki keleto šimtų tinklo mazgų kilometre. Taip pat svarbu pabrėžti, kad būtina atskirti eismo saugumo užtikrinimo paslaugas nuo multimedija paslaugų bei naudoti kanalo prieigos mechanizmus, kuriuose eismo saugumo užtikrinimo paslaugoms yra užtikrintas aukštesnis prioritetas prieš kitas tinklu teikiamas paslaugas.
plugins.themes.bootstrap3.article.details67bb923bebfc4
Skyrius
Mokslo straipsnis
Šiam žurnalui suteikta Creative Commons Priskyrimas - Nekomercinis platinimas - Jokių išvestinių darbų 3.0 Unported licencija
- The Author grants to the Publisher the exclusive right and licence to publish this Article without remuneration until the expiry of the economic rights: to reproduce the article in print and digital form, including its publication; to disseminate the original version of the Article or its copies in Lithuania and foreign countries; to translate the Article; to publish the article, including making it publicly available via computer networks; to reproduce and publish the Article in Lithuanian and foreign databases; to licence usage of the Article in ways described in this paragraph.
- The Author warrants that the economic rights of the Author have not been assigned or granted to third parties, that the Article has not been published so far and is not under consideration of being published elsewhere.
- The Author warrants that the Article does not violate intellectual property rights of others.
- After the Article is published in Social Technologies the Author shall have a right to make it public on personal website or on a website of an institution of affiliation, to reproduce it for non-commercial teaching or scholarly research purposes, clearly indicating that the primary source of its publication is Social Technologies.
- This consent shall be considered invalid if the Editorial Board of the Social Technologies decides not to publish the Article.
