Методика и алгоритм построения вычислительной сети на основе беспроводного протокола


DOI: 10.34759/trd-2021-121-20

Авторы

Борзов Д. Б.1*, Чернышев А. А.1**, Сизов А. С.1, Соколова Ю. В.2***

1. Юго-Западный государственный университет, ЮЗГУ, ул. 50 лет Октября, 94, Курск, 305040, Россия
2. Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, ул. Ленинградская, 24, Химки, Московская область, 141400, Россия

*e-mail: borzovdb@mail.ru
**e-mail: sir.andry.swsu@gmail.com
***e-mail: jv.sokolova@mail.ru

Аннотация

С развитием беспроводных протоколов реконфигурируемые вычислительные системы, состоящие из множества процессорных модулей, продолжают своё развитие. Системы, построенные на беспроводных протоколах, рассматриваются как перспективные для построения реконфигурируемых систем. Целью данной работы является уменьшение временных затрат, способствующих повышению быстродействия реконфигурируемой системы реального времени. Методы исследования, применяемые в данной работе основаны на определениях теории множеств, графов, теории вероятности и математической статистики. В частности, за основу методики взят графо теоретический подход к распределению, дополненный введением системы критериев реконфигурируемой вычислительной системы реального времени, построенной на беспроводном протоколе. Задачей исследования является разработка методики построения вычислительной сети на основе беспроводного протокола, обеспечивающей обмен данными между пространственно разнесенными процессорными модулями, а также разработка алгоритма построения вычислительной сети, реализующего разработанную методику. В данной работе представлены разработанная методика и алгоритм построения вычислительной сети на основе беспроводного протокола. Новизной разработанной методики является введение коэффициента расстояния для более точного выбора предпочтительного процессорного модуля беспроводной сети. Разработанная методика и алгоритм вычислительной системы реального времени, построенной на беспроводном протоколе позволяет обеспечить организацию оптимального распределения задач в реконфигурируемой вычислительной системе. На основании представленного алгоритма представляется возможным разработка программного обеспечения для распределения вычислительных задач на процессорные модули с целью уменьшения временных затрат на передачу данных внутри системы.

Ключевые слова:

передача информации, вычислительная сеть, распределение задач, беспроводная сеть, процессорный модуль

Библиографический список

  1. Борзов Д.Б., Чернышев А.А. Методика построения реконфигурируемой вычислительной системы реального времени // Вестник научных конференций. 2020. № 10-1(62). С. 28-30.
  2. Андреев А.М., Можаров Г.П., Сюзев В.В. Многопроцессорные вычислительные системы: теоретический анализ, математические модели и применение. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. — 332 с.
  3. Дацюк В.Н., Дацюк О.В., Букатов А.А., Виноградова С.А. Руководство по программированию высокопроизводительных вычислительных систем. — Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2017. — 208 с.
  4. Хисамутдинов Р.А. Систематизация архитектур вычислительных систем // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2006. № 3. С. 148-153.
  5. Румянцев А.С. Организация и инструментальные средства реконфигурируемых вычислительных систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 4. С .79-83.
  6. Борзов Д.Б., Чернышев А.А. Анализ и классификация основных подходов к размещению задач в многопроцессорных вычислительных системах реального времени // Машиностроение и техносфера XXI века. 2021. № 10-1(62). С. 72-74.
  7. Гуревич О.С., Кессельман О.Г., Трофимов А.С., Чернышов В.И. Современные беспроводные технологии на авиационном борту // Труды МАИ. 2017. № 94. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=81143
  8. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Анализ эффективности передачи данных в сети связи группировки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57894
  9. Леонов А.В., Чаплышкин В.А. Сети FANET // Омский научный вестник. 2015. № 3 (143). С. 297 — 301.
  10. Бородин В.В., Петраков А.М. Анализ алгоритмов управления адаптивной сетью передачи данных по локальным параметрам // Труды МАИ. 2015. № 80. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57035
  11. Талаев А.В., Бородин В.В. Стандарты LPWAN для группового взаимодействия мобильных узлов // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://http://trudymai.ru/published.php?ID=91644
  12. Шевцов В.А., Бородин В.В., Крылов М.А. Построение совмещённой сети сотовой связи и самоорганизующейся сети с динамической структурой // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=66417
  13. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Имитационная модель для оценки адаптивных сенсорных сетей // Труды МАИ. 2018. № 100. URL:http://trudymai.ru/published.php?ID=93398
  14. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Анализ алгоритмов маршрутизации в сети связи группировки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=69735
  15. Mozaffari M., Saad W., Bennis M., Debbah M. Efficient deployment of multiple unmanned aerial vehicles for optimal wireless coverage // IEEE Communications Letters, 2016, vol. 20, no. 8, pp. 1647-1650. DOI:10.1109/LCOMM.2016.2578312
  16. Qiu C., Wei Z., Feng Z., Zhang P. Joint resource allocation, placement and user association of multiple UAV — mounted base stations with in — band wireless backhaul // IEEE Wireless Communications Letters, 2019, vol. 8, no. 6, pp. 1575-1578. DOI:10.1109/LWC.2019.2928544
  17. Yin S., Zhao Y., Li L. Resource allocation and base station placement in cellular networks with wireless powered UAVs // IEEE International Conference on Communications (ICC), 2019, vol. 68, no. 1, pp. 1050-1055. DOI:10.1109/ICC.2019.8761872
  18. Zhan P., Yu K., Swindlehurst A.L. Wireless relay communications with unmanned aerial vehicles: performance and optimization // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2011, vol. 47, no. 3, pp. 2068 — 2085. DOI:10.1109/TAES.2011.5937283
  19. Zhao W., Ammar M., Zegura E. A message ferrying approach for data delivery on sparse mobile ad hoe networks // Proc. 5th ACM international symposium on Mobile ad hoc networking and computing, 2004, pp. 187-198. URL: https://doi.org/10.1145/989459.989483
  20. Zhan C., Zeng Y., Zhang R. Energy — efficient data collection in UAV enabled wireless sensor network // IEEE Wireless Communication Letters, 2018, vol. 7, no. 3, pp. 328 — 331. DOI:10.1109/LWC.2017.2776922



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход