Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Конвергенция интернета вещей и сетей мобильной связи 11
1.1. Концепция Интернета Вещей 11
1.1.1. Интернет Вещей сегодня 12
1.1.2. Технологические тенденции 14
1.1.3. Характеристики Интернета Вещей 16
1.2. Эволюция сотовых технологий 18
1.2.1. Эволюция от 1G до 4G 19
1.3. Системы длительной эволюции 24
1.3.1. Эволюция LTE. 11-я и 12 –я версии 3GPP. 26
1.3.2. LTE-Advanced 26
1.4. Гетерогенные зоны обслуживания базовых станций LTE 26
1.4.1. Гомогенные сети сотовой связи 28
1.4.2. Гетерогенная сеть 28
Выводы: 31
Глава 2. Методы обслуживания трафика в гетерогенных зонах LTE 32
2.1. Кооперативные сети как метод обслуживания трафика в гетерогенных зонах LTE 32
2.1.1. Принципы построения кооперативных сетей 32
2.1.2. История развития 35
2.1.3. Методы кооперации 37
2.1.4. Фазы кооперации 39
2.1.5. Схемы кооперации 40
4.2. Всепроникающие сенсорные сети 41
4.2.1. Области применения сенсорных сетей 42
4.2.2. Задачи и проблемы 43
4.2.3. Кластеризация в беспроводной сенсорной сети 47
4.3. Мобильные беспроводные сенсорные сети 50
4.3.1. Платформа динамической мобильной сенсорной сети на основе ID-коммуникации 51
4.3.2. Летающие сенсорные сети 57
Выводы: 62
Глава 3. Сенсорные сети в гетерогенной зоне системы длительной эволюции 63
3.1. Модель сети 64
3.2. Расчет характеристик сети 65
3.3. Вероятность доступности головного узла для произвольного узла сети 66
3.4. Вероятность доступности временного головного узла 67
Выводы: 73
Глава. 4. Беспроводные сенсорные сети с мобильными временными головными узлами 74
4.1. Модель сети 76
4.2. Оптимизация длины раунда 77
4.3. Анализ влияния движения узлов на функционирование сети 81
Выводы: 89
Заключение 90
Список сокращений и условных обозначений 92
Словарь терминов 95
Список литературы 100
Приложение № 1 108
Приложение № 2 116
- Эволюция от 1G до 4G
- Платформа динамической мобильной сенсорной сети на основе ID-коммуникации
- Вероятность доступности временного головного узла
- Анализ влияния движения узлов на функционирование сети
Эволюция от 1G до 4G
Прежде, чем проанализировать современные мобильные широкополосные системы, рассмотрим историю мобильных беспроводных коммуникаций, чтобы мы могли оценить замечательные достижения, ведущие к беспроводной связи, которой мы пользуемся сегодня.
Ряд ученых и инженеров сделали эксперименты с радио в первые годы ХХ века и добились замечательных успехов. Первая трансатлантическая попытка передачи радио была сделана в 1902 году. Голосовые сигналы передавались через Атлантику впервые в 1915 году. Следующие десятилетия наблюдалось развитие коротковолнового радио, частотной модуляции и других ключевых технологий, что привело к появлению первых систем мобильной связи.
Одно из первых применений систем мобильной связи было осуществлено в области общественной безопасности. Несколько американских муниципалитетов развернули такие системы, начиная в 1930 году. В 1946 году AT&T представила первый мобильный телефон в Сент-Луисе: ручную систему, поддерживающую три одновременных вызова. К 1948 году AT&T расширила услугу в 100 городах, при этом было подключено более 5000 клиентов. Ранние мобильные телефонные системы использовали базовые станции с мощными усилителями и высокими башнями, чтобы покрыть большие географические зоны. Каждая базовая станция была независима от других, и использовала все доступные частотные каналы. Кроме того, каждая базовая станция географически была отделена от других базовых станций, чтобы избежать интерференции. Примеры ранних мобильных телефонных систем включают мобильную телефонную систему (MTS), которая функционировала в диапазоне 40 МГц, и улучшенный IMTS, которая действовала в диапазонах 150 МГц и 450 МГц. Все эти системы были чрезвычайно ограничены в их способностях.
Сотовые системы первого поколения (1G)
Соединенные Штаты, Япония, и некоторые страны Европы в 70-х годах прошлого века разработали ряд проектов по созданию первого поколения сотовых беспроводных систем. Системы первого поколения характеризовались аналоговыми схемами модуляции и были предназначены, в первую очередь, для передачи голосовых услуг. Они отличались от своих предшественников систем мобильной связи тем, что использовали сотовую концепцию и предоставляли автоматическую коммуникацию и хэндовер для текущих вызовов. Японская телефонная и телеграфная компания Nippon (NTT) развернула первую коммерческую сотовую систему в мире в 1979 году. Nordic Mobile Telephone (NMT-400) была развернута чуть позже в Европе в 1981 году. Это была первая система, которая поддерживала автоматический хэндовер и международный роуминг. NMT-400 была развернута в Дании, Финляндии, Швеции, Норвегии, а впоследствии и в Российской Федерации.
Американские системы первого поколения AMPS применялись на сетях связи в Соединенных Штатах, а их варианты (ETACS и NTACS) в Европе и Японии. Эти системы были почти одинаковыми с точки зрения радиоинтерфейса с некоторыми отличиями в пропускной способности канала. Система AMPS была построена с размером канала 30кГц, в то время, как ETACS и NTACS использовали 25 кГц и 12,5 кГц соответственно. Цифровые сотовые системы (2G)
Системы второго поколения 2G были также направлены, в первую очередь, на голосовой рынок, но, в отличие от систем первого поколения, в них использовалась цифровая модуляция. Переход от аналоговой к цифровой коммуникации позволил провести ряд усовершенствований и повысить производительность систем. Пропускная способность системы была улучшена с помощью:
- использования спектрально эффективных цифровых речевых кодеров, - мультиплексирования нескольких пользователей на одном частотном канале с помощью методов мультиплексирования временного или кодового разделений,
- повторного использования частот.
Качество передачи голоса также было улучшено за счет использования хороших речевых кодеков и надежной обработки сигнала на уровне звена данных. В системах 2G также использовалось простое шифрование для обеспечения безопасности против мошенничества.
Примеры цифровых сотовых систем 2G включают в себя глобальную систему мобильной связи (GSM), IS-95 CDMA и IS-136 TDMA-системы. GSM на сегодняшний день является наиболее широко распространенной из всех этих систем; IS-95 развернуты в Северной Америке и в некоторых частях Азии; IS-54 (позднее IS-136) была первоначально развернута в Северной Америке, но позже была приостановлена и заменена на GSM. Система PHS(The Personal Handy-phone System), которая была развернута в Китае, Японии, Тайване, и в некоторых других азиатских странах также часто рассматривается как система второго поколения. Система PHS является беспроводной телефонной системой, похожей на DECT-системы (Digital Enhanced Cordless Telephone), только с возможностью передачи от одной соты к другой, и работает в полосе частот 1880-1930 МГц.
Обеспечивая улучшенное качество голоса, покрытие сети и безопасность, системы 2G также позволяют использовать и новые приложения. Главным преимуществом систем 2G является Услуга Коротких Сообщений (SMS). Услуга SMS впервые была развернута в Европе в 1991 году, и быстро стала популярным инструментом сообщений среди пользователей мобильной связи.
В дополнение к SMS, системы 2G также поддерживают приложения беспроводной передачи данных с помощью технологии GPRS.
Скорость передачи данных при использовании GPRS оставляет желать лучшего. Официально максимальный ее предел равен 115 кбит/с. Тем не менее, в реальности обмен информацией производится не быстрее, чем на скорости 40-50 кбит/с, что в два раза меньше теоретического максимума. По сегодняшним меркам такой пропускной способности не хватит для комфортного серфинга по Интернету. Как раз эту проблему и должны были решать стандарты третьего поколения [ 23].
Беспроводные Широкополосные Системы (3G)
Цифровые сотовые системы 2G обеспечили значительное улучшение обслуживания голосового трафика, улучшили качество передачи голоса и начали поддерживать приложения передачи данных. Однако, коммутация каналов, на основе которой были построены эти системы, не могла обеспечить эффективную передачу данных, скорость передачи данных была низкой (десятки Кбит/с в секунду). Скорость передачи данных для систем третьего поколения может достигать 2,4 Мбит/с. Это позволило не только еще улучшить качество передачи речи, но и предложить пользователям видеоуслуги. Мобильный Интернет стал доступнее и значительно быстрее.
Работы по стандартизации сетей 3G начались в начале 1990-х годов, когда Международный Союз Электросвязи (МСЭ) начал принимать предложения по стандартам для IMT-200. Цель МСЭ заключалась в создании глобальной спецификации для мобильной связи, которая способствовала бы глобальной совместимости, а также обладала бы низкой стоимостью. МСЭ определил следующие требования к скорости передачи данных в качестве критериев для IMT-2000[ 78]:
- 2 Мбит/с для фиксированных пользователей или пользователей внутри зданий; - 384 кбит/с для пешеходов и в городских условиях;
- 144 кбит/c для движущихся автомобилей.
Кроме требований к высокой скорости передачи данных, системы 3G также предусматривали предоставление лучшего качества обслуживания (QoS) для различных приложений, таких как телефония, интерактивные игры, просмотр вебстраниц, электронная почта и потоковые мультимедийные приложения. Большое количество предложений были представлены в МСЭ, и только шесть из них были приняты. Одним из наиболее интересных решений был выбор CDMA в качестве предпочтительного метода доступа для большинства систем 3G. Не только группа разработчиков IS-95 предложила эволюцию в сторону CDMA на основе технологии 3G под названием CDMA2000, но и разработчики GSM предложил свою собственную версию CDMA под названием широкополосный CDMA (W-CDMA).
HSPA +, WiMAX и LTE
В 2009 году мобильные операторы по всему миру планировали свой следующий шаг в эволюции их сетей. Их выбор во многом зависел от текущего состояния их развернутых сетей, конкурентного давления и возможности получения крупных инвестиций. К тому времени можно было рассматривать следующие основные направления дальнейшего развития сотовых сетей:
1. развертывание технологии HSPA(High Speed Packet Access) и ее эволюционных технологий и замедление миграции к LTE(Long Term Evolution). Операторы, которые недавно развернули UMTS/HSPA, и хотели компенсировать свои инвестиции находили этот вариант наиболее привлекательным;
2. развертывание технологии WiMAX для широкополосных данных. Этот вариант был наиболее привлекателен для операторов, которые не имели устаревших мобильных сетей, и хотели бы быстро развернуть конкурентные услуги широкополосного доступа;
3. развертывание системы LTE как можно скорее. Это направление было поддержано большинством операторов исходя, в первую очередь, из-за технологических преимуществ LTE, и эволюционности подхода к развитию сети по сравнению с WiMAX.
Высокие скорости передачи данных должны были в технологиях 4G позволить принимать не только качественный звук, но и видео [ 47]. Что же касается непосредственно самих цифр, то речь шла о скоростях от 1,0 до 2,5 Гбит/с.
Такие высокие скорости объясняются тем, что в четвертом поколении используется только пакетная передача данных, и даже голосовой трафик также передается поверх IP.
Платформа динамической мобильной сенсорной сети на основе ID-коммуникации
Мобильные сенсоры и мобильные сенсорные шлюзы. Существуют различные типы сенсоров, доступных для измерения физических событий и передачи данных с сенсоров через беспроводную сеть. Однако, большинство существующих сенсорных сетей статические. Данные сулы не могут быть легко адаптированы к различным сетевым средам или приложениям, потому что их сетевые протоколы и приложения (например, ZigBee) заранее предустановлены в виде прошивки радиомодуля.
На рисунке 2.9 показаны компоненты платформы динамической мобильной сенсорной сети. Мобильная сенсорная сеть подключена к одному или нескольким сетям доступа с помощью мобильных сенсорных шлюзов. Мобильные сенсоры и мобильные сенсорные шлюзы могут поддерживать различные протоколы сетевого уровня: IPv4, IPv6, и 6LoWPAN, а также доступные протоколы, существующие в окружающих их сетях доступа.
Мобильная сенсорная сеть контролируется и управляется дистанционно сенсором-администратором, используя определенные команды управления чтобы надежно обеспечить доставку данных с сенсоров независимо от их местонахождения, мобильные сенсоры и мобильные сенсорные шлюзы проводят аутентификацию для доступа к сети и для обеспечения безопасности передачи данных. Пользователи могут свободно устанавливать новые приложения и настроить сенсорную сеть для работы в двух режимах: с максимумом и минимумом функций сети в зависимости от требований приложений или имеющихся сетевых сред.
Некоторые компоненты предлагаемой платформы сенсорной сети уже в процессе стандартизации в МСЭ, в частности в тринадцатой исследовательской группе Сектора Стандартизации и Телекоммуникации (МСЭ-Т), а другие компоненты планируется представить для стандартизации в ближайшем будущем.
Методы коммуникации на основе ID. Предлагаемая платформа динамической мобильной сенсорной сети использует назначенные статические идентификаторы, независимые от местоположения вместо адресов IP-протокола. Авторы называют это "коммуникация на основе ID". Разработанная платформа использует стек протоколов ID/локатора, разработанного для осуществления гетерогенности и адаптации мобильности путем отделения локаторов ID (HIMALIS).
Поскольку ID-коммуникация не использует локаторы, которые зависят от протокола сетевого уровня, она может занять место между различными протоколами сетевого уровня. ID-коммуникация позволяет локаторам находиться в структуре пакетов, чтобы они могли подвергнуться модификации, как только эти пакеты будут пересекать различные сегменты сети. Они также сохраняют свои данные, даже когда оконечные узлы изменяют свои локаторы. Таким образом, предлагаемая платформа динамической мобильной сенсорной сети изначально поддерживает мобильность не только мобильных сенсоров, но и мобильных сенсорных шлюзов, а также всей сенсорной сети в целом.
Платформа мобильной сенсорной сети включает встроенные механизмы аутентификации и безопасности для идентификации сенсорных узлов, контроля их доступа, регистрации и обновления месторасположения ID/локатора в серверах реестра имен. Также на базе платформы выполняются функции анализа имен и управления мобильностью и множественной адресацией.
ID-коммуникация уже принята в качестве важного подхода к разработке будущих сетей, которые стандартизированы в 13-ой Исследовательской Комиссии МСЭ-Т - Рекомендация МСЭ-Т Y.3001 (2011), "Будущие сети: задачи и цели проектирования". Основные концепции ID-коммуникации и всепроникающих сенсорных сетей были стандартизированы в рамках Рекомендации МСЭ-Т Y.3031 (2012 г.), "Рекомендация по идентификации для будущих сетей" и Рекомендации МСЭ-Т Y.2221 (2010), "Требования к поддержке приложений всепроникающей сенсорной сети (USN) и NGN-услуг".
Предполагается, что все рассмотренные компоненты технологии ID-коммуникации могут быть поэтапно доведены до стандартов в МСЭ. К ним относятся, например, методы поддержки протоколов гетерогенных сетей, обнаружения и управления мобильностью в гетерогенных сетях, аутентификация и контроль доступа к сети и интерфейсы между отдельными блоками беспроводной сенсорной сети.
Сетевые функции. Функции можно классифицировать на план управления или план данных. Функции плана управления используются для управления доступом к сети, управления мобильностью и множественной адресацией, регистрации, поиска и обновления местонахождения ID/локатора в реестрах имен. План данных использует информацию, такую как местонахождения ID/локатора и ключи безопасности, предоставляемых плоскостью управления, чтобы установить соединение на основе идентификации между мобильными сенсорами и sink-узлами с целью передачи данных сенсора через шлюз или мобильный сенсорный шлюз.
Чтобы установить соединение на основе идентификации, мобильный сенсор или sink-узел начинает процедуру инициализации связи, обменивая своими идентификаторами и локаторами, удостоверяющими идентичность друг друга, и согласовываются делиться секретными защитными кодами путем сигнализации. Как показано на рисунке 2.10, мобильный сенсор и sink-узел хранят ID, локатор и ключ безопасности друг друга в своих ID-таблицах. ID и локатор sink-узла также хранятся в ID-таблицах мобильного сенсорного шлюза и шлюза HIMALIS , чтобы они могли перевести заголовок сетевого протокола пакетов данных сенсора, проходящих от мобильного сенсора к sink-узлу.
Функционирование платформы. Пример компонентов платформы динамической мобильной сенсорной сети представлены на рисунке 2.11, где маленькие овальные формы представляют программные компоненты (Software).
Мобильный сенсор, состоящий из сенсорного блока и блока связи, в настоящее время имеет четыре датчика – датчик освещенности, температуры, давления и влажности. Другие датчики могут быть добавлены по мере необходимости. Сенсорный блок соединен с блоком связи через кабель USB. Блок связи содержит модуль Raspberry Pi (Модель B) и модуль XBee. Модуль Raspberry Pi включает процессор ARM1176JZF-S 700 МГц, 512 Мб оперативной памяти, 8 Гб памяти SD, и операционную систему Raspbian. Стек HIMALIS и приложение сенсора установлены поверх операционной системы.
Мобильный сенсорный шлюз был реализован на планшете с соответствующими характеристиками. Стек HIMALIS и приложение сенсорного шлюза также установлены на планшете.
Мобильной сенсор может генерировать данные сенсоров с заданной скоростью выборки и передавать их в sink-узел. Мобильный сенсорный шлюз может добавить информацию о местоположении к данным сенсора. Мобильные сенсор может передавать данные сенсора к одному или более sink-узлов через мобильный сенсорный шлюз. Аналогичным образом, sink-узел может получить данные сенсоров от многих мобильных сенсоров. Взаимосвязью между мобильным сенсором, мобильным сенсорным шлюзом и sink-узлом можно управлять с помощью сенсора-администратора. Сенсор-администратор делится идентичностями сенсоров и ключами безопасности с sink-узлом. Сеансы соединения для коммуникации на основе идентификации сохраняются даже когда мобильный сенсор, мобильный сенсорный шлюз или сенсорная сеть в целом перемещаются от одной сети доступа к другой.
Для повышения надежности и гарантии мягкого хэндовера, мобильный сенсорный шлюз может иметь два или более дополнительных соединений, одновременно подключенных к разным сетям доступа. Чтобы получить доступ к сенсорным услугам, пользователь устанавливает соединение на основе идентификации с sink-узлом. В качестве альтернативы, sink-узел может делиться данными сенсора с сервером хранения, которые предлагают услуги для приложений сенсоров.
Применения платформы динамической мобильной сенсорной сети в области здравоохранения. Примеры возможных применений предлагаемой платформы динамической мобильной сенсорной сети в области здравоохранения и автоматического контроля может быть регистрацию больных, когда они посещают больницу. Поскольку предлагаемая платформа легко поддерживает добавление новых сенсорных модулей, медицинские сенсоры могут быть добавлены, чтобы прочитать параметры тела человека, такие как давление, уровень инсулина, и состояние сердца и легких. Пациент носит мобильный сенсор вместе с мобильным сенсорным шлюзом, чтобы непрерывно посылать данные сенсора независимо от его или ее местонахождения или состояние (движется ли пациент). Эти данные получает sink-узел, в котором установлено приложении для анализа поступивших данных и использует эти данные для оценки состояния здоровья пациента. Существует другой подход, когда пациент носит только мобильный сенсор и использует мобильные сенсорные шлюзы, носимые другими людьми или устанавливаемые в домах или в общественных местах. В этом случае, мобильный сенсор и мобильный сенсорный шлюз будут аутентифицировать друг друга с помощью механизма контроля доступа HIMALIS перед включением мобильного сенсора в процесс передачи данных на sink-узел.
Вероятность доступности временного головного узла
При вхождении в зону обслуживания сенсорной сети мобильного узла иной сети в первом же целом раунде кластеризации он становится головным узлом. При этом узлы сенсорной сети в зоне его обслуживания становятся узлами кластера и могут передавать сообщения через этот головной узел. При перемещении ВМГУ в течение раунда на расстояние L часть узлов может оказаться вне зоны его обслуживания. Узлы кластера, которым доступен ВМГУ, будут находиться в области пересечения двух окружностей, представляющих зоны действия головного узла в точке в начале раунда и на расстоянии L от данной точки.
Таким образом, в начале раунда ВМГУ с вероятностью равной единице доступен всем сенсорным узлам кластера, а с течением времени t вероятность доступности ВМГУ уменьшается. Вероятность доступности ВМГУ можно определить как отношение площадей пересечения окружностей и зоны обслуживания (в течение длительности раунда):
На рисунке 3.3 приведена модель, иллюстрирующая перемещение ВМГУ. Из приведенного рисунка площадь пересечения зон обслуживания можно определить по формуле
На рисунке 3.4 приведена зависимость вероятности доступности ВМГУ от времени при различной скорости его движения с момента начала раунда (без учета длительности раунда). Тогда зависимость вероятности доступности ВМГУ для узлов его кластера от времени будет определяться
С учетом того, что раунды происходят периодически и их длительность постоянна и равна Т0, вероятность доступности ВМГУ будет представлять собой периодическую функцию с периодом равным длительности раунда 1И (T0z t T0(z + l))A(vt r\ ZEN (3 ) [0 в других случаях где S(vt) - определяется в соответствие с (3.6); Т0 - длительность раунда (c); v - скорость перемещения головного узла (м/с); г - радиус зоны действия головного узла (рисунок 3.5).
Для произвольного узла сети вероятность того, что в зоне его действия расположен хотя бы один мобильный узел иной сети, будет определяться аналогично (3.3), т.е.
В случае доступности мобильного узла иной сети он, безусловно, выбирается головным, поэтому с учетом (3.8) зависимость вероятности его доступности от времени определится как pa(t) = pC)pa(t) (3.10)
Данная зависимость при РT= РH= р приведена на рисунке 3.6.
Оценим вероятность доступности любого из головных узлов, включая ВМГУ. Вероятность доступности любого из головных узлов определяется как pa (t) = pC T (t) + pC (o(i - pC T (О) (3.11)
Из рисунка 3.7 видно, что при использовании мобильных узлов иных сетей в качестве ВМГУ сенсорной сети вероятность доступности головного узла существенно увеличивается, а, следовательно, увеличивается и длительность жизненного цикла беспроводной сенсорной сети.[ 1, 26]
Анализ влияния движения узлов на функционирование сети
Оценим время пребывания головного узла в зоне связи сенсорного узла. Для этого рассмотрим следующую модель. Рассмотрим произвольный узел БСС, радиус связи которого равен R. Подвижный головной узел входит в зону связи рассматриваемого узла в произвольной точке a и движется прямолинейно до выхода из зоны связи в произвольной точке b, рисунок 4.3.
1.При этом головной узел проходит путь d. Если скорость движения головного узла постоянна и равна v, то время его пребывания в зоне связи
2.Предположим, что узел, потенциально способный быть головным узлом двигаясь по данной траектории в зоне действия узла S сенсорной сети, становится головным узлов в некоторый случайный момент времени, т.е. в случайной точке Н отрезка аЪ. Так как точка И занимает случайное положение на отрезке ab, то длина отрезка x, будет равна
Плотность вероятности случайной величины х = d - D может быть оценена как плотность вероятности композиции случайных величин f(x) и будет иметь вид, приведенный на рисунке 4.5, полученный методом имитационного моделирования для различных значений D.
Рассмотрим процесс передачи данных подвижным узлом сети. Будем полагать, что узел движется в зоне обслуживания WSN, узлы которой образуют пуассоновское поле точек. Радиус связи подвижного узла равен R, каждый из узлов сенсорной сети, попадающий в радиус связи может предать данные через подвижный узел. При допущении экспоненциальной продолжительности обслуживания, процесс передачи данных, как показано в [ 26, 27], может быть описан моделью системы массового обслуживания M/M/1/k, на вход которой поступает простейший поток заявок. Потеря заявки происходит в том случае, когда узел сети выходит из зоны связи подвижного узла прежде, чем он будет обслужен.
Увеличение скорости перемещения подвижного узла приводит к увеличению числа обслуженных узлов, т.е. к росту интенсивности потока данных Я на входе и увеличению интенсивности обслуженного трафика, однако это также приводит к росту вероятности потерь (доли необслуженных узлов). Вероятность потерь в системе M/M/1/k может быть описана выражением В данном случае, размер буфера К характеризует число узлов WSN, находящихся в зоне связи подвижного узла, которые будут обслуживаться или «получать отказ», при выходе из зоны связи.
Для исследования данной зависимости была разработана имитационная модель процесса обслуживания узлов WSN подвижным узлом. Модель представляет собой однофазную СМО с ожиданием, на вход которой поступает простейший поток заявок с интенсивностью, определяемой выражением (4.24). Время обслуживания заявок подчинено экспоненциальному закону распределения со средней интенсивностью обслуживания м = 1. Подвижный узел имеет радиус связи R=20 м. Узел движется в зоне обслуживания, где плотность узлов WSN составляет 0,0025 узлов/м2. Дисциплина обслуживания предполагает, что заявка может ожидать обслуживания в очереди некоторое случайное время т. По истечении этого времени, если заявка не была обслужена, то она покидает систему и считается потерянной. Величина т определяется длиной пути узла WSN в зоне подвижного узла и скоростью его движения, согласно (4.19). При этом длина пути случайна и распределена по закону (4.17). Результаты моделирования приведены на рисунке 4.8
На рисунке 4.9 приведены результаты моделирования для случая постоянного времени обслуживания.
При постоянном времени обслуживания наблюдается максимум числа обслуженных узлов. Разница результатов для моделей со случайной и постоянной длительностями обслуживания объясняется тем, что в первом случае при росте скорости движения сохраняется вероятность обслуживания узла, так как время обслуживания определенной доли узлов может быть достаточно малым и даже близким к нулю.
При постоянной длительности обслуживания с ростом скорости движения узла уменьшается вероятность обслуживания узла, причем при скорости численно равной или превышающей v0=2R-ju (4.29) (в данном случае 40 м/с) вероятность обслуживания равна нулю. [ 25, 28]