Теоретичні основи створення і структурна організація компонентів безпровідних сенсорних мереж підвищеної ефективності

Abstract

АНОТАЦІЇ Яцків В. В. Теоретичні основи створення і структурна організація компонентів безпровідних сенсорних мереж підвищеної ефективності. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти. – Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України, Львів, 2016. У дисертації вирішено науково-прикладну проблему підвищення ефективності функціонування безпровідних сенсорних мереж, шляхом розвитку теоретичних основ та засобів перетворення, обробки і передачі даних на основі системи залишкових класів та модулярної арифметики. У дисертації розроблено методи направлені на підвищення надійності передачі даних та продуктивності безпровідних сенсорних мереж. Розроблено метод мережного кодування даних, який базується на перетворенні системи залишкових класів та забезпечує підвищення загальної пропускної здатності безпровідної сенсорної мережі. Розроблено модулярні коректуючі коди, які забезпечують високу швидкодію процесів обробки даних за рахунок паралельного виконання операцій модулярного множення, виявлення помилок при виконанні арифметичних операцій та можливість адаптивної зміни коректуючої здатності кодів без зміни принципів роботи. Розроблено метод перетворення та обробки зображень в системі залишкових класів, який забезпечує стиснення зображень без втрат. Розроблено концепцію побудови безпровідних сенсорних мереж на основі принципів колективного інтелекту та розподіленого процесора, який функціонує на основі виділеної частини обчислювальних ресурсів безпровідних сенсорів. Розроблено метод передачі даних на основі стрибкоподібної зміни частоти, який базується на перетворенні системи залишкових класів та псевдовипадковій зміні частотного каналу і забезпечує можливість виявлення помилок на фізичному рівні за рахунок використання розширеної системи модулів. Ключові слова: безпровідні сенсорні мережі, система залишкових класів, перетворення даних, обробка даних, модулярні коректуючі коди, передача даних. Yatskiv V. V. The theoretical basis for the creation and organization of the structural components of increased efficiency wireless sensor networks. – Manuscript. Thesis for the Doctor of technical sciences degree in specialty 05.13.05 – Computer systems and components. – Lviv Polytechnic National University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Lviv, 2016. The scientific and technical problem of increasing of data transmission reliability and efficiency in wireless sensor networks is solved in this work due to the development of theoretical fundamentals and tools of noise immunity of network and channel coding. The methods for the increasing reliability of data transmission and efficiency of wireless sensor networks are elaborated. Network coding method based on Residue Number System is developed. It provides increasing of general capacity of wireless sensor network. The elaborated modular corrective codes allow the high processing speed in consequence of parallel execution of modular multiplication, detection of errors in arithmetic operations and adaptive changing of the code correction capability without altering the coding principles. The lossless image compression method based on Residue Number System is designed. The elaborated wireless sensor networks conception is founded on swarm intelligence principles and distributed processor which operates on separated part of computational resources of wireless sensors. The developed frequency hopping data transmission method based on Residue Number System transformation and pseudorandom channel change provides the possibility of error detection in physical layer due to the use of expanded system of modules. Keywords: wireless sensor networks, residue number system, data transformation, data processing, modular corrective code, protocol data, data transmission.