sibsutisВестник СибГУТИThe Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science1998-6920СибГУТИsibsutis-449Research ArticleСтатьиПоказатель надёжности для беспроводных самоорганизующихся сетейNew network reliability model for wirelles ad hoc networksМиговД. А.MigovD. ..mdinka@rav.sscc.ruИнститут вычислительной математики и математической геофизики СО РАНRussian Federation20142610202203312Copyright © Мигов Д.А., 20222022Мигов Д.А.Migov D...Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/449

Предлагается новый подход для описания надёжности беспроводных самоорганизующихся сетей. Предполагается, что узлы сети подвержены отказам и сеть способна оставаться работоспособной при выходе из строя определённого количества узлов. Для подобных сетей предлагается новый показатель надёжности - вероятность того, что стоки сети (узлы, предназначенные для сбора информации с остальных узлов) связаны друг с другом и имеют возможность устанавливать соединение с остальными узлами сети, количество которых должно превышать заданное пороговое значение. На основе известного метода факторизации разработан метод расчета данного показателя. Продемонстрирована его работа на примере задачи оптимального размещения стоков в сети.

In this article, the problem of reliability analysis of wireless ad hoc networks is considered. It is assumed that a network contains imperfect nodes and carries on operating even if some nodes fail. We define the reliability of such network as the probability that sink nodes are connected and can collect data from other nodes the amount of which exceeds a specified threshold limit. New calculating method of this index is proposed which is based on a well-known factoring method. Experiments show that this method can be used for optimal sink nodes placement in network in order to obtain the most reliable version of network topology.

надёжность сетибеспроводные самоорганизующихся сетибеспроводные сенсорные сетиоптимальное размещение стоковслучайный графметод факторизацииnetwork reliabilitywireless ad hoc networkwireless sensor networkoptimal sink nodes placementrandom graphfactoring methodReferencesColbourn Ch.J. The combinatorics of network reliability. N.Y.: Oxford Univ. press, 1987. 160 p.Colbourn Ch.J. The combinatorics of network reliability. N.Y.: Oxford Univ. press, 1987. 160 p.Райгородский А.М. Модели случайных графов и их применение // Труды МФТИ. 2010. Т.2, №4. С. 130-140.Райгородский А.М. Модели случайных графов и их применение // Труды МФТИ. 2010. Т.2, №4. С. 130-140.Мелентьев В.А. Функция структурной отказоустойчивости и d-ограниченная компонента связности графа вычислительной системы // Прикладная дискретная математика. 2008. № 2(2). С. 102-106.Мелентьев В.А. Функция структурной отказоустойчивости и d-ограниченная компонента связности графа вычислительной системы // Прикладная дискретная математика. 2008. № 2(2). С. 102-106.Мигов Д.А. Расчёт надёжности двухполюсной сети с ограничением на диаметр с использованием сечений // Проблемы информатики. 2011. № 11. C. 4-9.Мигов Д.А. Расчёт надёжности двухполюсной сети с ограничением на диаметр с использованием сечений // Проблемы информатики. 2011. № 11. C. 4-9.Petingi L. Combinatorial and computational properties of a diameter constrained network reliability model // Proc. Int. Conf. on Applied Computing (ACC'08). Istanbul, Turkey, 2008. P. 337-345.Petingi L. Combinatorial and computational properties of a diameter constrained network reliability model // Proc. Int. Conf. on Applied Computing (ACC'08). Istanbul, Turkey, 2008. P. 337-345.Родионов А.С., Родионова О.К. Кумулятивные оценки средней вероятности связности пары вершин случайного графа // Проблемы информатики. 2013. № 19. C. 3-12.Родионов А.С., Родионова О.К. Кумулятивные оценки средней вероятности связности пары вершин случайного графа // Проблемы информатики. 2013. № 19. C. 3-12.Youssef M., Khorramzadeh Y., Eubank S. Network reliability: The effect of local network structure on diffusive processes // Physical Review. 2013. E 88(5). Article 052810.Youssef M., Khorramzadeh Y., Eubank S. Network reliability: The effect of local network structure on diffusive processes // Physical Review. 2013. E 88(5). Article 052810.Won J.-M., Karray F. Cumulative update of all-terminal reliability for faster feasibility decision // IEEE transactions on reliability. 2010. V. 59, № 3. P. 551-562.Won J.-M., Karray F. Cumulative update of all-terminal reliability for faster feasibility decision // IEEE transactions on reliability. 2010. V. 59, № 3. P. 551-562.Цициашвили Г.Ш., Осипова М.А., Лосев А.С. Асимптотические формулы для вероятностей связности случайных графов // Автоматика и вычислительная техника. 2013. № 2. С. 22-28.Цициашвили Г.Ш., Осипова М.А., Лосев А.С. Асимптотические формулы для вероятностей связности случайных графов // Автоматика и вычислительная техника. 2013. № 2. С. 22-28.Shooman A.M. Algorithms for network reliability and connection availability analysis // Electro/95 Int. Professional Program Proc. Boston, USA 1995. P. 309-333.Shooman A.M. Algorithms for network reliability and connection availability analysis // Electro/95 Int. Professional Program Proc. Boston, USA 1995. P. 309-333.Liu Sh., Cheng K., Liu X. Network reliability with node failures // Networks. 2000. V. 35. P. 109-117.Liu Sh., Cheng K., Liu X. Network reliability with node failures // Networks. 2000. V. 35. P. 109-117.Colbourn Ch.J., Satyanarayana A., Suffel C., Sutner K. Computing residual connectedness reliability for restricted networks // Discrete Applied Mathematics. 1993. V. 44. P. 221-232.Colbourn Ch.J., Satyanarayana A., Suffel C., Sutner K. Computing residual connectedness reliability for restricted networks // Discrete Applied Mathematics. 1993. V. 44. P. 221-232.Cai W., Jin X., Zhang Y., Chen K., Tang J. Research on reliability model of large-scale wireless sensor networks // Proc. of IEEE Int. Conf. on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (WiCOM’2006). Wuhan, China, 2006. P. 1-4.Cai W., Jin X., Zhang Y., Chen K., Tang J. Research on reliability model of large-scale wireless sensor networks // Proc. of IEEE Int. Conf. on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (WiCOM’2006). Wuhan, China, 2006. P. 1-4.Shazly M.H., Elmallah E.S., Harms J.J., AboElFotoh H.M.F. On area coverage reliability of wireless sensor networks // Proc. of IEEE Conf. on Local Computer Networks (LCN’2011). Bonn, Germany. P. 580-588.Shazly M.H., Elmallah E.S., Harms J.J., AboElFotoh H.M.F. On area coverage reliability of wireless sensor networks // Proc. of IEEE Conf. on Local Computer Networks (LCN’2011). Bonn, Germany. P. 580-588.AboElFotoh H.M.F., Iyengar S.S., Chakrabarty K. Computing reliability and message delay for cooperative wireless distributed sensor networks subject to random failures // IEEE transactions on reliability. 2005. V. 54, №1. P. 145-155.AboElFotoh H.M.F., Iyengar S.S., Chakrabarty K. Computing reliability and message delay for cooperative wireless distributed sensor networks subject to random failures // IEEE transactions on reliability. 2005. V. 54, №1. P. 145-155.Shazly M.H., Elmallah E.S., AboElFotoh H.M.F. A three-state node reliability model for sensor networks // Proc. of IEEE Global Telecommunications Conf (GLOBECOM’2010). Miami, USA. P. 1-5.Shazly M.H., Elmallah E.S., AboElFotoh H.M.F. A three-state node reliability model for sensor networks // Proc. of IEEE Global Telecommunications Conf (GLOBECOM’2010). Miami, USA. P. 1-5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.