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la le contrôle de la topologie Il est une technique utilisée principalement dans réseau de capteurs sans fil afin de réduire topologie réseau et économiser l'énergie, réduire le bruit et prolonger la vie de l'objectif principal est de réduire le nombre de nœuds et des liens du réseau actif, en préservant les ressources économisées pour une utilisation future.

La construction et l'entretien de la topologie

Récemment, le contrôle de la topologie a été divisée en deux sous: « la construction de la topologie », à savoir la réduction initiale de la topologie, et « maintien de la topologie », à savoir la gestion et le maintien de la topologie réduite obtenue en construction de telle sorte que ils sont préservés des fonctionnalités telles que la couverture et la connectivité.

Ceci est la première phase d'un protocole pour le contrôle de la topologie. Une fois que la topologie initiale est établie, en particulier lorsque la position des noeuds est aléatoire, l'administrateur n'a plus le contrôle sur elle; par exemple, certaines zones peuvent être très denses, soit avec un nombre élevé de nœuds redondants. Cela pourrait provoquer l'augmentation des collisions de paquets et de la nécessité pour les retransmissions fréquentes. Néanmoins, l'administrateur a le contrôle sur certains des paramètres du réseau: la puissance de transmission des noeuds, l'état des noeuds (actifs ou sommeil) et le rôle des nœuds (régulière, passerelle, clusterhead, etc.). En modifiant ces paramètres, la topologie du réseau peut changer.

Immédiatement après l'étape de réduction de la topologie et le réseau commence à fonctionner, les noeuds commencent à transmettre, puis dépenser de l'énergie. A cet instant, la topologie « optimale » qui a été obtenu cesse de l'être. surtout dans réseau de capteurs sans fil avec sauts multiples, les noeuds qui sont les plus proches de l'évier consomment plus d'énergie que les périphériques. Ce problème est connu dans la littérature sous le nom de problème de point chaud. Le réseau doit donc reconstruire périodiquement sa topologie afin de préserver connectivité, la couverture, la densité des noeuds et toute autre mesure l'application nécessite.

Algorithmes pour la construction de la topologie

Il y a plusieurs façons d'effectuer la construction de la topologie, et l'on n'exclut pas l'autre:

  • Modification de la plage de transmission des noeuds;
  • Arrêt de certains des noeuds de réseau;
  • Création d'un dorsal;
  • Clustering, etc.

Voici quelques exemples d'algorithmes de construction de la topologie sont les suivants:

Sur la base de la plage de transmission

  • Sur la base de la géométrie: Gabriel graphique (GG), le graphique de la proximité relative (RNG) Schéma voronoi
  • Sur la base de Spanning Tree: LMST[1], Imst[2], évolutive hypercube-Hypercast dynamique incomplète[3]
  • Sur la base de la direction: graphique Yao, un graphique le plus proche voisin, cône contrôle basé sur la topologie (CBTC), RNG distribuée
  • Sur la base des voisins: KNeigh[4], XTC[5]
  • Basé sur le routage: COMPOW[6]

hiérarchique

Des exemples graphiques

Algorithmes pour le maintien de la topologie

De même à la construction de la topologie, il existe de nombreuses façons d'effectuer l'entretien de la topologie:

  • Global ou local
  • Dynamique, statique ou hybride
  • Déclenché en fonction des minuteries, en fonction de l'énergie, la densité, de cause à effet, et ainsi de suite.


Voici quelques exemples d'algorithmes pour la maintenance de la topologie sont les suivants:

global

  • DGTRec (dynamique mondiale Topologie Loisirs):

Régulièrement, les noeuds sont activés inactif, il remet à zéro la topologie actuelle et applique un algorithme de construction de la topologie.

  • SGTRot (statique globale Topologie Rotation):

Dans un premier temps, l'algorithme de construction de la topologie doit créer plus d'une topologie réduite. Dans la suite périodiquement, il active les noeuds inactifs et utilise la prochaine topologie, de façon cyclique, les rythmes des lumières dans un arbre de Noël.

  • HGTRotRec (topologie globale hybride Rotation et loisirs)

Il fonctionne comme SGTRot, mais quand la topologie actuelle détecte un certain niveau de déconnexion, remet à zéro la topologie et repose sur la construction de l'algorithme de topologie pour reconstruire cette topologie particulière.

emplacements

  • DL-DSR (DSR-basé local dynamique TM)

Ce protocole, sur la base de routage source dynamique (un algorithme routage), Recrée les chemins de noeuds déconnectés quand un noeud est mis hors tension.

Tous les protocoles mentionnés ci-dessus peuvent être trouvés dans [11]. en Atarraya[12], Ils sont mis en œuvre deux versions de chacun de ces protocoles en utilisant différentes amorces: un temps, l'autre énergie. En outre, Atarraya permet l'association de chaque algorithme pour la construction de la topologie avec un algorithme pour le maintien du même, afin de tester les meilleurs choix pour un protocole de construction de topologie particulière.

en savoir plus

Sur le contrôle de la topologie de nombreux livres ont été écrits. Le plus important dans le monde académique sont:

  • Topology Control dans les réseaux de capteurs sans fil: un outil de simulation d'accompagnement pour l'enseignement et la recherche. Pedro Miguel Labrador et Wightman. Springer. 2009. [11]
  • Topology Control dans ad hoc sans fil et les réseaux de capteurs. Paul Saints. Wiley. 2005. [13]
  • Protocoles et Architectures pour les réseaux de capteurs sans fil. Holger Karl et Andreas Willig. Wiley Interscience. 2007. [14]

Outils de simulation

Bien qu'il existe de nombreux outils de simulation pour les réseaux, ne Atarraya[12] Il est conçu spécifiquement pour la conception et l'analyse des protocoles pour le contrôle de la topologie.

notes

  1. ^ [1], Arbre minimale Spanning locale
  2. ^ [2], Itératives Minimum Spanning Tree
  3. ^ [3], Hypercast: Un protocole pour le maintien Multicast Membres du groupe dans une topologie logique Hypercube, J. Liebeherr, Tyler K. Beam, Juillet 1999.
  4. ^ [4] [connexion terminée], KNEIGH
  5. ^ [5], XTC
  6. ^ [6], COMPOW
  7. ^ [7], A3: Un protocole de construction de la topologie pour WSN
  8. ^ [8], EECDS
  9. ^ [9], CDS-Règle K
  10. ^ [10], HEED
  11. ^ à b Topology Control par Labrador et Wightman, Contrôle Topologie dans les réseaux de capteurs sans fil
  12. ^ à b [11], Atarraya, un simulateur pour le contrôle de la topologie dans les réseaux de capteurs sans fil
  13. ^ Topology Control par Saints, Topology Control dans Ad Hoc sans fil et les réseaux de capteurs
  14. ^ Protocoles et Architectures pour les réseaux de capteurs sans fil par Holger Karl et Andreas Willig, Protocoles et Architectures pour les réseaux de capteurs sans fil