автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Организация прозрачного обмена данными с помощью универсального сетевого шлюза в публичной гетерогенной беспроводной сети

На правах рукописи

ЦЫГАНОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЗРАЧНОГО ОБМЕНА ДАННЫМИ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНОГО СЕТЕВОГО ШЛЮЗА В ПУБЛИЧНОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ

Специальность 05.12.13 Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

3 0 СЕН 2010

Москва-2010

004609549

Работа выполнена в:

Московском государственном институте электроники и математики на кафедре «Вычислительные системы и сети»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Восков Леонид Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Саенко Владимир Степанович

кандидат технических наук Воробьёв Владимир Михайлович

Ведущая организация: ФГУП «Межотраслевой научно-

исследовательский институт «Интеграл»

Защита состоится «21» октября 2010 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133.06 при Московском государственном институте электроники и математики (технический университет) по адресу: 109028, Москва, Б. Трёхсвятительский пер., дом 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института электроники и математики (технического университета).

Автореферат разослан «'В» сентября 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор

Н.Н. Грачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Разработка методов совмещения беспроводных телекоммуникационных, измерительных и управляющих систем является перспективным направлением в системах телекоммуникации. Вопросами организации сетей, в том числе беспроводных, занимаются ведущие специалисты, работающие в данной области, среди которых профессоры Института проблем передачи информации РАН, команда Лаборатории беспроводных систем мониторинга ИТМиВТ РАН, а так же Калифорнийский Университет Berkeley (США). Каждый из современных беспроводных сетевых стандартов разработан под конкретные устройства связи и обладает своими особенностями. Для организации высокоэффективного беспроводного сетевого взаимодействия необходимо использовать несколько стандартов беспроводной связи одновременно, чтобы учитывать специфику каждого сетевого узла: необходимый уровень энергосбережения, достаточная пропускная способность и надёжность доставки сообщений. Естественным является «прозрачный» обмен данными между устройствами в гетерогенной сети - когда узлы сети обмениваются данными с другими узлами сети, как будто они подключены напрямую друг к другу.

К настоящему времени можно выделить группу стандартов, распространённых среди современных устройств беспроводной передачи информации - IEEE 802.11, 802.15. Публичная гетерогенная беспроводная сеть - это сеть, состоящая из сегментов, функционирующих в едином безлицензионном диапазоне ISM 2.4 ГГц (Industrial, Scientific and Medical -промышленный, научный и медицинский радиочастотный диапазон) согласно стандартов данной группы. Для обеспечения передачи данных из одного сегмента публичной гетерогенной беспроводной сети в другой её сегмент необходимо организовать один или несколько беспроводных сетевых шлюзов доступа. Беспроводный сетевой шлюз, как узел стыковки сегментов сети, функционирующих в общем случае по разным сетевым стандартам связи, является «узким местом» сети. В этой связи необходимо создать, проанализировать и исследовать модель сетевого шлюза на удовлетворение требований, предъявляемых к используемым беспроводным сетевым стандартам.

Каждый беспроводный стандарт связи имеет свой собственный протокол организации сети, который, как правило, включает протокол автоматической настройки сетевого узла и протокол предотвращения коллизий. Стандарты

групп беспроводных сетевых стандартов IEEE 802.11, 802.15 подразумевают функционирование беспроводной сети в едином безлицензионном диапазоне частот ISM 2.4 ГГц. Каждый беспроводный сетевой стандарт определяет для передачи данных определённые методы кодирования информации, модуляции сигнала и доступа к среде, которые в общем случае для разных беспроводных сетевых стандартов являются различными. Существует проблема организации автоматической настройки узлов в рамках сетей. Задача автоматической настройки сетевых узлов и уменьшения их взаимного влияния решена для каждого из беспроводных стандартов, то есть сегментов гетерогенной беспроводной сети, в отдельности.

Решение задачи автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети требует создания алгоритма перенаправления пакетов, который реализуется внутри универсального шлюза. Данная модель должна учитывать различные факторы, обусловленные особенностями стандартов беспроводной связи, а также предоставлять возможность автоматического расширения сети за счёт подсоединения новых узлов без нарушения работы сети в целом.

Известно, что имеет место взаимное влияние устройств, функционирующих по различным сетевым стандартам групп IEEE 802.11, 802.15 в диапазоне частот ISM 2.4 ГГц. Для организации эффективного обмена данными в гетерогенной беспроводной сети необходимо минимизировать взаимное влияние, однако в настоящее время данная задача решена лишь в рамках отдельных беспроводных стандартов связи. В этой связи задача минимизации взаимного влияния устройств в рамках единой сети требует создания алгоритма автоматической оценки текущего состояния физической среды передачи, а также при необходимости автоматической настройки радиочастотных трактов приёмо-передающих устройств шлюза всех используемых стандартов связи.

В связи с вышеизложенным, тематика диссертационной работы является актуальной, а полученные теоретические результаты и практические решения имеют важное прикладное значение.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование алгоритмов функционирования универсального шлюза и математических моделей для организации «прозрачного» обмена данными в гетерогенной сети с учетом взаимного влияния узлов.

Задачи исследований

В соответствии с целью работы поставлены и решены следующие задачи:

• анализ беспроводных стандартов связи группы IEEE 802.11, 802.15;

• разработка алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в рамках интеллектуальной беспроводной гетерогенной сети;

• разработка универсального алгоритма выбора частотного канала;

• разработка математической модели оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц;

• реализация и экспериментальное исследование универсального шлюза и реализуемых ним моделей и алгоритмов.

Объектом исследования является универсальный беспроводный сетевой шлюз, организующий «прозрачный» обмен данными в гетерогенной беспроводной сети, а предметом исследования — модели и алгоритмы интеллектуального объединения беспроводных устройств различных стандартов в единую гетерогенную сеть.

Методы исследований

Для реализации намеченной цели исследования и решения поставленных задач были использованы следующие научные методы и подходы: методы системного анализа, математического анализа, теории вероятности, объектно-ориентированное программирование, моделирование и расчёты на ПЭВМ.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

• разработан и исследован новый алгоритм автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети;

• разработан и исследован универсальный алгоритм выбора частотных каналов;

• разработана и исследована математическая модель анализа радиочастотного эфира;

• выполнено математическое моделирование и экспериментальная верификация разработанных моделей и алгоритмов.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в следующем:

• разработан и исследован экспериментальный образец универсального шлюза;

• разработанные модели и алгоритмы позволяют обеспечить объединение беспроводных устройств в гетерогенную сеть;

• разработанные алгоритмы, модели и программы внедрены в существующие аппаратные платформы для организации прозрачного обмена данными с учётом взаимного влияния сетевых устройств.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в ходе диссертационного исследования, обеспечиваются соответствием разработанных моделей и алгоритмов известным теоретическим и практическим результатам и реальным процессам объединения устройств в беспроводную гетерогенную сеть, и подтверждаются положительными результатами их практической реализации в процессе верификации при оценке передачи данных в рамках гетерогенной сети.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. алгоритм автоматической настройки сетевых узлов;

2. универсальный алгоритм выбора номера частотного канала;

3. математическая модель оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ (2008, 2009, 2010 гг.), XV, XVI, XVII, XVIII Международных студенческих конференциях-школах-семинарах «Новые информационные технологии» (2007, 2008, 2009, 2010 гг.). Результаты работы вошли в научно-технические отчёты по НИОКР «Разработка аппаратных и программных средств в целях внедрения информационных технологий в производственный процесс» (номера государственной регистрации НИОКР 01200802405 и 01200952487). Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010612832 от 24.04.2010 г.

Публикации

Результаты диссертационной работы отражены в 13 опубликованных печатных работах, из них 2 в издании, рекомендованном ВАК, 2 отчёта по НИОКР, а также 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав с 16 таблицами и 34 иллюстрациями (рисунки, графики, схемы, экранные формы и т.д.), заключения, приложений и библиографического списка, состоящего из 72 названий. Общий объём работы составляет 137 страниц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность направления исследований, проводимых в диссертации, сформулированы цель и задачи исследований,

показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов. Приведены краткие сведения о структуре диссертации.

В первой главе диссертации рассмотрены современные беспроводные стандарты группы IEEE 802.1х, функционирующие в едином диапазоне частот ISM 2.4 ГГц. Выделены их основные характеристики, соответствие модели OSI/ISO, обоснованы и введены понятия, необходимые для дальнейшего исследования. Рассмотрены применяемые в настоящее время алгоритмы автоматической организации беспроводного сетевого взаимодействия в рамках как отдельно взятых стандартов, так и в рамках единой гетерогенной беспроводной сети.

По результатам анализа рассмотренных сетевых стандартов сделан вывод об отсутствии ведущего сетевого стандарта группы IEEE 802.1х одновременно по скоростным характеристикам и по энергосбережению. Показана необходимость введения в сеть беспроводного сетевого шлюза, как узла стыковки одного беспроводного стандарта с одной стороны и не менее одного другого беспроводного сетевого стандарта с другой стороны.

Показано, что основными проблемами при объединении устройств в беспроводную гетерогенную сеть являются проблема автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой гетерогенной сети, наличие которой обусловлено различностью сетевых протоколов и необходимостью ручной настройки шлюзов доступа, а также проблема взаимного влияния сетевых устройств при работе в едином диапазоне частот ISM 2.4 ГГц по различным сетевым стандартам.

Рассмотрена архитектура беспроводных телекоммуникационных систем и сетей. Введено понятие интеллектуальной беспроводной гетерогенной сети, показаны её основные отличия от обычной гетерогенной беспроводной сети, а именно: интеллектуальная сеть автоматически включает в работу каждый новый её узел, вне зависимости от сегмента сети, к которому этот узел подключается - с автоматической настройкой как узлов этой сети, так и самой сети. Введено понятие беспроводного сетевого шлюза, указано его место в модели OSI/ISO — между сетевым и канальным уровнями.

Полученные в первой главе результаты позволили выявить проблему самоорганизации гетерогенной беспроводной сети, определить направления дальнейших исследований, задачи, которые решаются в последующих разделах диссертации. При этом обоснован вывод о необходимости разработки и исследования алгоритмов автоматической настройки сетевых узлов и минимизации взаимного влияния устройств в рамках единой гетерогенной

беспроводной сети, функционирующей в едином диапазоне частот ISM 2.4 ГГц, с целью организации «прозрачного» обмена данными в рамках единой гетерогенной сети с учётом взаимного влияния сетевых узлов.

Во второй главе решена задача разработки алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети. Основное внимание при этом было уделено универсальности данного алгоритма при его применимости к различным беспроводным стандартам связи группы IEEE 802.1х, как уже имеющим реализованный протокол автоматической настройки в рамках своего стандарта (например, DHCP в IP-совместимых сетях IEEE 802.11), так и не имеющим такого протокола (например, в сетях IEEE 802.15.4-2006).

В главе сформулирована задача разработки алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети и рассмотрены основные подходы к её решению. Обоснован выбор метода решения данной задачи: адаптация и использование уже существующих протоколов автоматической настройки IP-сетей ко всем сетям группы стандартов IEEE 802.1х посредством преобразования сетевых адресов и типов трафика (IP-трафик сетевых сокетов, последовательный обмен данными с использованием АТ-команд и др).

Рис. 1. Диаграмма протокола модуля-посредника для IP-несовместимых сетей

Исследованы известные модели и примеры реализации протоколов автоматической настройки сетевых узлов в рамках отдельных сегментов гетерогенной беспроводной сети: протокол DHCP, протокол ARP — в рамках IP-совместимых сетей. Предложена модель расширения области действия данных сетевых протоколов на IP-несовместимые сети посредством организации программного модуля-посредника в обмене информацией (рис. 1).

Данная модель предполагает организацию «виртуальных» сетевых IP-узлов, инкапсулируемых в сетевом шлюзе, с целью организации обмена

данными между сетевыми IP сокетами и устройствами IP-несовместимых сетей. Автоматическая настройка в данном случае осуществляется не стандартными службами DHCP и ARP, а программным модулем-посредником, который производит уведомление вышеназванных служб о проведённых изменениях.

Предложен алгоритм автоматической настройки узлов в целом (рис. 2), с использованием ранее упомянутой модели алгоритма адаптации. Эта модель основана на принципе максимально возможного использования стандартных IP-служб для организации автоматической настройки. В случае, когда запрос поступает от узла IP-несовместимой сети, осуществляется передача данного запроса программному модулю-посреднику.

Алгоритм автоматической настройки узлов в рамках единой гетерогенной беспроводной сети является основным при организации работы сети в целом.

Основными задачами здесь являются: создание алгоритма адаптации существующих методов автоматической настройки сетевых узлов IP-совместимых сетей на IP-несовместимые сети, а также создание алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети в целом.

Полученные во второй главе результаты позволили сформулировать и формализовать требования к сетевым стандартам связи группы IEEE 802.1х для их успешной адаптации к протоколу автоматической настройки сетевых узлов гетерогенной беспроводной сети, определить область действия алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в гетерогенной сети, обосновать необходимость введения такого алгоритма.

В третьей главе решена задача минимизации взаимного влияния устройств, функционирующих по различным беспроводным стандартам группы

Рис. 2. Алгоритм автоматической настройки узлов в рамках единой гетерогенной беспроводной сети

IEEE 802.1x в рамках единого диапазона ISM 2.4 ГГц. Этот этап является обязательным для организации эффективного обмена данными в беспроводных сетях с радиодоступом к среде.

Для решения данной задачи были предложены универсальный алгоритм выбора канала и математическая модель оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц. Универсальный алгоритм (рис. 3) отличается от типового алгоритма наличием итерационного процесса. Объединение частных типовых алгоритмов в универсальный, охваченный общим итерационным процессом требует, чтобы сбор данных о состоянии эфира, их анализ и последующее преобразование производились после запуска каждого из приёмопередатчиков, входящих в состав универсального беспроводного сетевого шлюза. Алгоритм позволяет организовать передачу данных в беспроводной гетерогенной сети с уменьшенной вероятностью ошибок за счёт процесса последовательного запуска приёмо-передатчиков различных стандартов на частотах с уменьшенным значением уровня взаимных шумов и последовательной оценкой состояния радио эфира после каждого такого включения. Поскольку в общем случае операционная обстановка является неопределённой, то данный алгоритм позволяет добиться наилучшего результата, так как он оперирует реальными данными, полученными от устройств, оценивающих текущую операционную обстановку. Таким образом, алгоритм позволяет организовать передачу данных в беспроводной гетерогенной сети с уменьшенной вероятностью ошибок.

Рис. 3. Универсальный алгоритм выбора частотных каналов

Для проведения оценки состояния радиочастотного эфира ключевое место уделяется разработке модели оценки радиочастотного эфира. В качестве критерия взаимного влияния используется амплитудная энергетическая

характеристика Е(/,А/) паразитных сигналов (шумов, помех или конкурирующих станций) на канале с центральной частотой / и шириной Д/\ Энергетическая характеристика описывается формулой (1). Мгновенное значение амплитуды е снимается с входного каскада приёмопередающего устройства. Энергетическая составляющая £(/, Д/) по определению представляет собой усреднённое значение энергетических составляющих за единицу времени оценки. Такое решение позволяет избежать влияния случайных ошибок, вызванных непредсказуемостью радиоканала, при проведении подсчётов, то есть позволяет получить реальную картину происходящего в эфире за указанный промежуток времени.

В общем случае для каждого беспроводного сетевого стандарта набор значений частот {/}, а так же ширина частотного канала А/" - уникальны. Для получения энергетической картины с точки зрения каждого конкретного используемого стандарта беспроводной связи предлагается методика аппроксимации полученных показаний £(/, А/) оценочных приборов к конкретному стандарту связи.

В общем случае оценочное устройство является дискретным, поэтому в качестве исходных данных о состоянии физической среды передачи данных (радиочастотного эфира) имеется набор дискретных значений, выраженный функцией (2) по соответствующим частотам оценочного устройства.

где: М — набор номеров частотных каналов с границами в Л/, и Л/2_ /м - центральная частота частотного канала с номером М; Л/м - полоса частот, занимаемая одним приёмо-передающим устройством, равна шагу частотной сетки оценивающего приёмопередающего устройства.

В качестве результата требуется получить набор дискретных значений (3) по соответствующим частотам стандарта связи, применительно к которому производится оценка состояния радиочастотного эфира.

(1)

Е(/М,А/М) = {ЕМ}, М = Л/„Л/: /М=/М1+(М-М])-А/М

ы

2

(2)

E{fK^fK) = [EK}, K = KX,K2

где: SfK - шаг частотных каналов по стандарту устройства связи, для которого производится оценка состояния радиочастотного эфира;

В общем случае частотные сетки стандартов связи различны, то есть имеет место несоответствие значений, входящих в наборы центральных частот {/м} и {/к }> ПРИ этом различны и значения ширины AfM и А,fK каждого из частотных каналов. Таким образом, можно говорить о необходимости решения задачи (4) для проведения оценки состояния радиочастотного эфира.

(4)

Зависимость (4) представляет собой нормированную функциональную зависимость от набора значений (2) и носит дискретный характер. Функциональная зависимость должна обеспечить вычисление значения энергетической составляющей для значений из множества {/к} через дискретные значения энергетической составляющей от аргументов из множества {/Л, } при неравных в общем случае значениях Д/м и А/к .

Рис. 4. Графическая интерпретация для общего случая

Для выяснения характера зависимости F[e\J~m^ , AfM ]| были рассмотрены различные случаи соотношения интервалов Afu и AfK . Для каждого из случаев будут иметь место различные значения переменных, по которым будут производиться дальнейшие вычисления. Графическая интерпретация общего случая представлена на рис. 4. Данный случай характерен для значений AfK > 2Afu . В общем случае имеет место перекрытие интервалом AfK одного или более кратных участков Д/м .

Для значений ширины AfK < 2Д/М происходит вырождение по причине того, что не происходит перекрытия ни одного целого кратного интервала Afu . В данных случаях интервал частот оцениваемого диапазона вырождается в

правый Д/я и левый А/, некратный участок - вырождение 1-го вида, рис. 5 а; либо в участок, находящийся посредине кратной зоны - вырождение 2-го вида, рис. 5 б.

. Л/м

г

а)

, Д/к , , Цк

>К1 2~ /к, + ~2~ б)

Рис. 5. Вырождения 1-го и 2-го вида

Доказано, что расчёт значений энергетической составляющей в общем случае должен производиться по формуле (5).

АА,

М л Л'л-у 2 Тч/Л

^(£(/Л/;,А/Л/))= (5)

Среди неизвестных значений в выражении (5) выступают интегральные суммы значения энергетической составляющей по некратным участкам слева Д/7 и справа Д/Л. Для поиска данных значений необходимо применить аппроксимационный алгоритм. Схемотехнические особенности стандартной схемы оценки энергетической составляющей, а именно наличие полевого транзистора, работающего на границе режима отсечки, позволяет говорить о необходимости проведения экспоненциальной интерполяции. Однако из-за малых расхождений уровня амплитуды энергетической составляющей при плавном изменении частоты, что обусловлено физическими законами распространения радиоволн и гармоническими процессами, целесообразнее применить интерполяционный процесс 2-го порядка, как наиболее простой и точный алгоритм.

Тогда будет справедливо выражение (6) для приближенных вычислений.

2 1 2 2

Используя соотношения (5) и (6) для функциональной зависимости, выражение (4) для общего случая можно переписать в виде (7). Для вырождения 1-го вида - в виде (8), для вырождения 2-го вида - в виде (9).

aJK

+ Е

/w01_„>A/m> I 2

Д/Л£

I

АЛ

м

2

м,,

(7)

лJ к

А/м Af А/м

м,>Щм> _ ¿У/.'

Щ fhij> А/а, , 2

А/м

+ /М№1).А/л/, у",А/д - 2

2 А/м

(8)

А//г

/ / Л/, 'А/м>

А/м

+ АЛ L

'А/м

-АЛ

//

(9)

Также в тексте главы рассмотрены примеры применения данной методики для расчёта в конкретных случаях, показывающие адекватность разработанной методики. Результат одного из расчётов приведён на рис. 6.

F.n<M) 90

hifl

.......—

---------

ш

Ш т

Рис. 6. Результат для стандарта IEEE 802.11 с использованием IEEE 802.15.4

Результаты расчёта показывают, что на 8 частотном канале ведёт передачу базовая станция, поэтому при расположении приёмопередающих устройств рассматриваемого стандарта следует выбрать канал с наименьшим уровнем энергии - для рассматриваемого случая канал 3.

Доказано, что совокупная сложность алгоритма выбора номера частотного канала равна 0(п2) вследствие применения процедуры сортировки значений.

В четвёртой главе обобщаются результаты, полученные в Главе 2 и Главе 3, а также описывается процесс применения разработанных алгоритмов для создания на его базе универсального беспроводного сетевого шлюза.

Проверка и практическое применение теоретических положений и выводов проводились на платформах ZaoZeo Tion Pro v2, ASUS WL500gP. Данные платформы были дополнены устройствами стандартов IEEE 802.11, IEEE 802.15.4 и IEEE 802.15.1. Было модифицировано программное обеспечение с учётом предложенных методов и алгоритмов, и проведена экспериментальная верификация.

Полученные результаты (табл. 1) подтверждают правильность сделанных в работе выводов. Установлен факт уменьшения взаимного влияния, что проявилось в увеличении радиуса покрытия сетью беспроводным сетевым шлюзом в реальных условиях для различной комбинации рассмотренных стандартов группы IEEE 802.1х, функционирующих в едином диапазоне частот ISM 2.4 ГГц.

Таблица. 1. Результаты экспериментального исследования

Стандарт связи Показатель Значение едо» Значение «после»

IEEE 802.11 Пропускная способность 2150 Кбайт/с 2410 КБайт/с

Радиус действия БС 60 м 80 м

IEEE 802.15.1 Пропускная способность 215 Кбайт/с 230 Кбайт/с

Радиус действия БС 25 м 30 м

IEEE 802.15.4 Пропускная способность не оценивалась -

Радиус действия БС 20 м 35 м

Разработанные методы могут быть применены к любой подобной сетевой платформе с целью развёртывания на ней универсального беспроводного сетевого шлюза.

В приложениях приведены программы моделирования в среде MathCad разработанной математической модели оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц, а также схема электрическая принципиальная, печатный монтаж и программный код на языке Си разработанного автором модуля стандарта IEEE 802.15.4.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

По результатам проведённых исследований и разработок можно сделать следующие заключения и выводы:

1. Проведён анализ беспроводных стандартов связи группы IEEE 802.1х., выполнена их классификация, выявлены наиболее распространённые из них, проведена их оценка. Обоснован выбор стандартов IEEE 802.11, IEEE 802.15.1 и IEEE 802.15.4 для проведения научного исследования.

2. Даны определения универсального беспроводного сетевого шлюза и интеллектуальной гетерогенной беспроводной сети. Обоснована необходимость применения универсального беспроводного сетевого шлюза для организации «прозрачного» обмена данными между устройствами в рамках единой гетерогенной беспроводной сети.

3. Изучены основные алгоритмы автоматической настройки сетевых узлов (DHCP, ARP) в рамках рассматриваемых сетевых стандартов. Предложен алгоритм адаптации существующих стандартов для их работы в рамках единой беспроводной гетерогенной сети - адаптация протоколов IP-совместимых сетей для IP-несовместимых. Разработан алгоритм автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой гетерогенной беспроводной сети с использованием программного модуля-посредника для IP-несовместимых сетей.

4. Разработан универсальный алгоритм выбора каналов для приёмопередающих устройств, а также математическая модель оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц для устройств, функционирующих по стандартам группы IEEE 802.1х с использованием дискретных входных данных. Предложен алгоритм минимизации взаимного влияния устройств, использующий метод оценки энергетической составляющей.

5. На основе разработанных в диссертационной работе моделей и алгоритмов созданы эффективные программные реализации, внедрённые в существующие программно-аппаратные платформы ZaoZeo TionPro-2, ASUS WL500gP с целью универсализации беспроводного сетевого шлюза и экспериментальной верификации предложенных моделей и алгоритмов.

Результаты диссертационной работы могут быть полезны для разработчиков сетевых шлюзов гетерогенных сетей, системных администраторов и инженеров ЛВС. Результаты математических выкладок, приведённых в диссертации, могут быть применены в качестве базового материала для лабораторных и практических работ по учебным дисциплинам, связанным с частотным планированием.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Восков Л. С., Цыганов С. В. Проблема взаимного влияния беспроводных сетей связи в системах автоматизации промышленных предприятия и способ ее решения // «Датчики и системы», №8.2010. - М.: ООО «СенСиДат-Контрол», 2010. С. 46-51.

2. Восков Л. С., Цыганов С. В. Повышение качества обслуживания в интеллектуальной публичной беспроводной гетерогенной сети // «Качество. Инновации. Образование», №5-2010. - М.: Европейский центр по качеству, 2010.

3. Цыганов С. В. Прозрачный обмен данными с помощью универсального сетевого шлюза в гетерогенной беспроводной сети // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XVIII Международной студенческой школы-семинара. - М.: МИЭМ, 2010. С. 292-294.

4. Цыганов С. В. Организация прозрачного обмена данными с помощью универсального сетевого шлюза в публичной гетерогенной беспроводной сети // Конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ 2010. Тезисы докладов. - М.: МИЭМ, 2010. С. 315-317.

5. Цыганов С. В. Интеллектуальный беспроводный сетевой шлюз // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XVII Международной студенческой школы-семинара. - М.: МИЭМ, 2009. С. 302-305.

6. Цыганов С. В. Интеллектуальный беспроводный сетевой шлюз // Конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ 2009. Тезисы докладов. - М.: МИЭМ, 2009. С. 138-141.

7. Цыганов С. В. Интеллектуальный интерфейсный мост// Информационные, сетевые и телекоммуникационные технологии: сборник научных трудов / под ред. проф. д.т.н. Жданова В. С. -М.: МИЭМ, 2009. С. 103-108.

8. Цыганов С. В. Интеллектуальный интерфейсный мост // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XVI Международной студенческой школы-семинара. - М.: МИЭМ, 2008. С. 236-238.

9. Цыганов С. В. Аппаратура универсальной микросети при её реализации как сенсорной сети // Конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ 2008. Тезисы докладов. - М.: МИЭМ, 2008. С. 264-266.

Ю.Цыганов С. В. Универсальная гетерогенная микросеть и ее аппаратная часть. Тезисы докладов XV Международной студенческой школы-семинара. - М.: МИЭМ, 2007. С. 400-401.

П.Цыганов С. В. Исследование возможности создания интеллектуального беспроводного сетевого шлюза // НИОКР «Разработка аппаратных и программных средств в целях внедрения информационных технологий в производственный процесс» Номер государственной регистрации НИОКР 01200952487 (2 год).

12.Цыганов С. В. Разработка аппаратно-программного комплекса универсальной микросети для создания платформ обмена данными // НИОКР «Разработка аппаратных и программных средств в целях внедрения информационных технологий в производственный процесс» Номер государственной регистрации НИОКР 01200802405 (1 год).

13.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, № 2010612832 от 26.04.2010 г.

Типографский отдел КС № 54 115172, Москва, ул. Б. Каменщики, 7

Подписано в печать: 08.09.2010 Лазерная печать. Бумага офсетная. Объём: 1,5 усл. печ. л. Формат 60x90/16 Заказ №121. Тираж: 130 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Введение.

1.2. Беспроводное сетевое взаимодействие.

1.2.1. Стандарт локальной сети беспроводного доступа IEEE 802.11.

1.2.2. Стандарт персональной сети IEEE 802.15.1.

1.2.3. Стандарт персональной сети IEEE 802.15.4.

1.2.4. Сравнительная характеристика стандартов.

1.3. Взаимодействие беспроводных сетей и передача данных.

1.4. Задачи диссертационного исследования.

1.4.1. Универсализация беспроводного сетевого шлюза.

1.4.2. Минимизация взаимного влияния сегментов сети.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ СЕТЕВЫХ УЗЛОВ.

2.1. Введение.

2.2. «Взаимопроникающие» сети, «когнитивное радио».

2.3. Сетевой шлюз, его место в модели OSI.

2.4. Алгоритм автоматической настройки сетевых узлов.

2.5. Программный модуль для IP-несовместимого участка сети.

2.5.1. Формулировка требований к адаптерам IP-несовместимого участка сети.

2.5.2. Реализация алгоритма стыковки IP-несовместимых участков сети с IP-совместимыми участками.

2.6. Взаимодействие устройств стандарта IEEE 802.15.4, использующих различные стеки протоколов.

2.7. Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И МИНИМИЗАЦИЯ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕВЫХ УСТРОЙСТВ.

3.1. Введение.

3.2. Частотные спектры стандартов IEEE 802.11, IEEE 802.15.

3.3. Алгоритмы выбора номера канала: типовой и универсальный.

3.4. Математическая модель оценки состояния радиочастотного эфира.

3.5. Расчёт значений номеров каналов и некратных интервалов.

3.5.1. Общий случай.

3.5.2. Вырождение 1 вида.

3.5.3. Вырождение 2 вида.

3.6. Расчёт значений энергетической составляющей.

3.7. Примеры расчётов для стандартов беспроводной связи.

3.7.1. Оценка для стандарта IEEE 802.11 с использованием устройства стандарта IEEE 802.15.4.

3.7.2. Оценка для стандарта IEEE 802.15.1 с использованием устройства стандарта IEEE 802.15.4.

3.8. Оценка сложности алгоритма.

3.9. Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ВЕРИФИКАЦИЯ.

4.1. Введение.

4.2. Подбор платформы.

4.2.1. Критерии выбора.

4.2.2. Анализ интерфейсов расширений.

4.2.3. Обобщение критериев.

4.3. Аппаратные платформы.

4.3.1. Платформа ASUS WL500gP.

4.3.2. Платформа ZaoZeo Tion-Pro v2.

4.4. Дополнительная аппаратура.

4.5. Программное обеспечение системы.

4.5.1. Ядро операционной системы.

4.5.2. Прикладное программное обеспечение.

4.7. Конфигурирование оборудования.

4.7.1. Платформа ASUS WL-500gP.

4.7.2. Платформа ZaoZeo Tion-Pro v2.

4.8. Конфигурирование ОС Debian Linux.

4.8.1. Конфигурирование драйверов устройств.

4.8.2. Конфигурирование интерфейсов ввода-вывода.

4.8.3. Конфигурирование адаптеров расширений.

4.9. Настройка и запуск модуля оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4ГГц.

4.9.1. Программный ZigBee-ствк.

4.9.2. Аппаратный ZigBee-стск.

4.10. Тестирование беспроводного соединения.

4.10.1. Пропускная способность.

4.10.2. Радиус действия базовой станции.

4.10.3. Обобщение результатов.

4.11. Фотографии тестовых платформ.

4.12. Выводы.

Актуальность темы

Разработка методов совмещения беспроводных телекоммуникационных, измерительных и управляющих систем является перспективным направлением в системах телекоммуникации [1-5]. Вопросами организации сетей, в том числе беспроводных, занимаются ведущие специалисты, работающие в данной области, среди которых профессоры Института проблем передачи информации РАН, команда Лаборатории беспроводных систем мониторинга ИТМиВТ РАН, а так же Калифорнийский Университет Berkeley (США). Каждый из современных беспроводных сетевых стандартов разработан под конкретные устройства связи и обладает своими особенностями [4-11]. Для организации высокоэффективного беспроводного сетевого взаимодействия необходимо использовать несколько стандартов беспроводной связи одновременно, чтобы учитывать специфику каждого сетевого узла: необходимый уровень энергосбережения, достаточная пропускная способность и надёжность доставки сообщений [6, 8, 9, 10, 12]. Естественным является «прозрачный» обмен данными между устройствами в гетерогенной сети - когда узлы сети обмениваются данными с другими узлами сети, как будто они подключены напрямую друг к другу [9, 11-13].

К настоящему времени можно выделить группу стандартов, распространённых среди современных устройств беспроводной передачи информации - IEEE 802.11, 802.15. Публичная гетерогенная беспроводная сеть — это сеть, состоящая из сегментов, функционирующих в едином безлицензионном диапазоне ISM 2.4 ГГц (Industrial, Scientific and Medical — промышленный, научный и медицинский радиочастотный диапазон) согласно стандартов данной группы. Для обеспечения передачи данных из одного сегмента публичной гетерогенной беспроводной сети в другой её сегмент необходимо организовать один или несколько беспроводных сетевых шлюзов доступа [2, 10, 11, 13-14]. Беспроводный сетевой шлюз, как узел стыковки сегментов сети, функционирующих в общем случае по разным сетевым стандартам связи, является «узким местом» сети. В этой связи необходимо создать, проанализировать и исследовать модель сетевого шлюза на удовлетворение требований, предъявляемых к используемым беспроводным сетевым стандартам.

Каждый беспроводный стандарт связи имеет свой собственный протокол организации сети, который, как правило, включает протокол автоматической настройки сетевого узла и протокол предотвращения коллизий. Стандарты групп беспроводных сетевых стандартов IEEE 802.11, 802.15 подразумевают функционирование беспроводной сети в едином безлицензионном диапазоне частот ISM 2.4 ГГц. Каждый беспроводный сетевой стандарт определяет для передачи данных определённые методы кодирования информации, модуляции сигнала и доступа к среде, которые в общем случае для разных беспроводных сетевых стандартов являются различными. Существует проблема организации автоматической настройки узлов в рамках сетей. Задача автоматической настройки сетевых узлов и уменьшения их взаимного влияния решена для каждого из беспроводных стандартов, то есть сегментов гетерогенной беспроводной сети, в отдельности.

Решение задачи автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети требует создания алгоритма перенаправления пакетов, который реализуется внутри универсального шлюза. Данная модель должна учитывать различные факторы, обусловленные особенностями стандартов беспроводной связи, а также предоставлять возможность автоматического расширения сети за счёт подсоединения новых узлов без нарушения работы сети в целом.

Известно, что имеет место взаимное влияние устройств, функционирующих по различным сетевым стандартам групп IEEE 802.11, 802.15 в диапазоне частот ISM 2.4 ГГц. Для организации эффективного обмена данными в гетерогенной беспроводной сети необходимо минимизировать взаимное влияние, однако в настоящее время данная задача решена лишь в рамках отдельных беспроводных стандартов связи [15-17]. В этой связи задача минимизации взаимного влияния устройств в рамках единой сети требует создания алгоритма автоматической оценки текущего состояния физической среды передачи, а также при необходимости автоматической настройки радиочастотных трактов приёмо-передающих устройств всех используемых стандартов связи — одна из разновидностей «когнитивного радио» [15-19].

Целью диссертационной работы разработка и исследование алгоритмов функционирования универсального шлюза и математических моделей для организации «прозрачного» обмена данными в гетерогенной сети с учетом взаимного влияния узлов.

В соответствии с поставленной целью в работе выполняются следующие задачи:

• анализ беспроводных стандартов связи группы IEEE802.il, IEEE 802.15;

• разработка алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в рамках интеллектуальной беспроводной гетерогенной сети;

• разработка универсального алгоритма выбора частотного канала;

• разработка математической модели оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц;

• реализация и экспериментальное исследование универсального шлюза и реализуемых ним моделей и алгоритмов.

Объектом исследования является универсальный беспроводный сетевой шлюз, организующий «прозрачный» обмен данными в гетерогенной беспроводной сети, а предметом исследования - модели и алгоритмы интеллектуального объединения беспроводных устройств различных стандартов в единую гетерогенную сеть.

Методы исследования. Для реализации намеченной цели исследования и решения поставленных задач были использованы следующие научные методы и подходы: методы системного анализа, математического анализа, теории вероятности, объектно-ориентированное программирование, моделирование и расчёты на ПЭВМ.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

• разработан и исследован новый алгоритм автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой беспроводной гетерогенной сети;

• разработан и исследован универсальный алгоритм выбора частотных каналов;

• разработана и исследована математическая модель анализа радиочастотного эфира;

• выполнено математическое моделирование и экспериментальная верификация разработанных моделей и алгоритмов.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в следующем:

• разработан и исследован экспериментальный образец универсального шлюза;

• разработанные модели и алгоритмы позволяют обеспечить объединение беспроводных устройств в гетерогенную сеть;

• разработанные алгоритмы, модели и программы внедрены в существующие аппаратные платформы для организации прозрачного обмена данными с учётом взаимного влияния сетевых устройств.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в ходе диссертационного исследования, обеспечиваются соответствием разработанных моделей и алгоритмов известным теоретическим и практическим результатам и реальным процессам объединения устройств в беспроводную гетерогенную сеть, и подтверждаются положительными результатами их практической реализации в процессе верификации при оценке передачи данных в рамках гетерогенной сети.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. алгоритм автоматической настройки сетевых узлов;

2. универсальный алгоритм выбора номера частотного канала;

3. математическая модель оценки состояния радиочастотного эфира диапазона ISM 2.4 ГГц.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ (2008, 2009, 2010 гг.), XV, XVI, XVII, XVIII Международных студенческих конференциях-школах-семинарах «Новые информационные технологии» (2007, 2008, 2009, 2010 гг.). Результаты работы вошли в научно-технические отчёты по НИОКР «Разработка аппаратных и программных средств в целях внедрения информационных технологий в производственный процесс» (номера государственной регистрации НИОКР 01200802405 и 01200952487). Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010612832 от 24.04.2010 г.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав с 16 таблицами и 34 иллюстрациями (рисунки, графики, схемы, экранные формы и т.д.), заключения, приложений и библиографического списка, состоящего из 72 названий. Общий объём работы без учёта приложений составляет 137 страниц.

Основные результаты экспериментального исследования представлены в табл. 5.1. В качестве качественных изменений стоит отметить, что для стандарта IEEE 802.11 произошёл прирост пропускной способности канала связи на 14%, увеличилась зона покрытия базовой станции на 30%. Для стандарта IEEE 802.15.1 показатели остались примерно равными, что обусловлено в частности и методом передачи сигнала в канале - методом частотных скачков FHSS. Для стандарта IEEE 802.15.4 на 75% увеличилась зона покрытия базовой станции.

Результаты диссертационной работы могут быть полезны для разработчиков устройств — сетевых шлюзов гетерогенных сетей, системных администраторов и инженеров ЛВС. Результаты математических выкладок, приведённых в диссертации, могут быть применены в качестве базового материала для лабораторных и практических работ по учебным дисциплинам, связанным с частотным планированием и электромагнитной совместимостью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведённых исследований и разработок можно сделать следующие заключения и выводы.

Проведён анализ беспроводных стандартов связи группы IEEE 802.lx, выполнена их классификация, выявлены наиболее распространённые из них, проведена их оценка. Обоснован выбор стандартов IEEE802.il, IEEE 802.15.1 и IEEE 802.15.4 для проведения научного исследования.

Даны определения универсального беспроводного сетевого шлюза и интеллектуальной гетерогенной беспроводной сети. Обоснована необходимость применения универсального беспроводного сетевого шлюза для организации «прозрачного» обмена данными между устройствами в рамках единой гетерогенной беспроводной сети.

Изучены основные алгоритмы автоматической настройки сетевых узлов в рамках рассматриваемых сетевых стандартов. Предложен алгоритм адаптации существующих стандартов для их работы в рамках единой беспроводной гетерогенной сети — адаптация протоколов IP-совместимых сетей для IP-несовместимых. Разработана модель алгоритма автоматической настройки сетевых узлов в рамках единой гетерогенной беспроводной сети с использованием модуля-посредника для IP-несовместимых сетей.

Разработан универсальный алгоритм выбора номеров каналов для приёмопередающих устройств, а также математическая модель алгоритма оценки состояния радиочастотного эфира для устройств, функционирующих по стандартам группы IEEE 802.lx с использованием дискретных входных данных. Предложен алгоритм минимизации взаимного влияния устройств, использующий метод оценки энергетической составляющей.

На основе разработанных в диссертационной работе моделей и алгоритмов созданы эффективные программные реализации, внедрённые в существующие программно-аппаратные платформы ASUS WL-500gP и

ZaoZeo Tion-Pro v2 с целью универсализации беспроводного сетевого шлюза и экспериментальной верификации предложенных моделей и алгоритмов.

1. Жданов В. С. Проблемы и задачи проектирования беспроводных сенсорных сетей // Информационные, сетевые и телекоммуникационные технологии: сборник научных трудов / под ред. проф. д.т.н. Жданова В. С. — М.: МИЭМ, 2009.

2. Вишневский В. М., Портной С. JL, Шахнович И. В. Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. М.: Техносфера, 2009.

3. McCabe J. D. Network Analysis, Architecture and Design Электронный ресурс. // Morgan Kaufmann 3rdEd. Elsevier В. V., 2007. URL: http://www.sciencedirect.com (дата обращения 21.01.2008).

4. Tan S., Anders Н. New Wireless Technologies: Continuity and/or Change // Center for Information and Communication Technologies. -Kongens Lyngby : DTU, 2005.

5. Вишневский В. M. Проектирование беспроводных мультимедийных сенсорных сетей // Информационные, сетевые и телекоммуникационные технологии: сборник научных трудов / под ред. проф. д.т.н. Жданова В. С. -М.: МИЭМ, 2009.

6. Gunasekaran V., Harmantzis F. С. Towards a Wi-Fi Ecosystem: Technology Integration and Emerging Service Models Электронный ресурс. -Hoboken, NJ: Stevens Institute of Technology, 2008. URL: http://www.sciencedirect.com (дата обращения 15.02.2009).

7. Шахнович С. «Современные беспроводные технологии». — СПб.: Питер, 2004.

8. Гулевич Д. С. Сети связи следующего поколения. // Интернет-университет информационных технологий ИНТУИТ.ру. М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2007.

9. Олифер В.Г. Компьютерные сети / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. -СПб.: Питер, 2003.

10. Берлин А. Н. Телекоммуникационные сети и устройства. // Интернет-университет информационных технологий ИНТУИТ.ру. — М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2008.

11. Lu Y. Adaptive and heterogenious mobile wireless networks Электронный ресурс. // A Thesis sumitted to the Faculty of Purdue University. -2004.

12. Qadeer W, Simmunic Т., Ankorn J. Heterogeneous wireless network management Электронный ресурс. Stanford University: HP Labs, 2003. URL: http://seelab.ucsd.edu (дата обращения 01.09.2007).

13. Щербо B.K. Стандарты взаимосвязи сетей. Взаимосвязи сетей. — Справочник. -М.: Кудиц-Образ, 2000.

14. DaSilva L., MacKenzie A. Cognitive Networks Электронный ресурс. // CrownCom 2007, Orlando, FL, 2007. URL: http://www.eecs.ucf.edu/~mainak/ COURSES/spr 10/5780/Cogniti veRadio.pdf (дата обращения 12.05.2010).

15. Авдонин Д. В., Рындык А. Г. Интеллектуальные радиосистемы: когнитивное радио. // BC/NW 2006, №1 (8): п. 6.1. Нижний Новгород: НГТУ, 2006.

16. ISO/IEC 7498:1996, Information processing systems Open Systems Interconnection- Basic Reference Model ITU-T Rec. X.200 (1994). [Электронный ресурс] // ISO/IEC, 1994. URL: http://www.ecma-international.org/activities (дата обращения 10.09.2007).

17. ISO/IEC 10040:1992, Information technology Open Systems Interconnection- Systems management overview. ITU-T Rec. X.701 (1994). [Электронный ресурс] // ISO/IEC, 1994. URL: http://www.iso.org/iso (дата обращения 10.09.2007).

18. Barbero V. M., Litwinski D. N. Pervasive Wireless Networking Электронный ресурс. // Master Thesis. Stockholm: Royal Instatute of Technology, 2007. URL: http://www.tslab.ssvl.kth.se (дата обращения 01.11.2008).

19. Козлов В.А. Открытые информационные системы М. : Финансы и статистика, 1999.

20. Восков JI. С., Галкин А. А. Повышение пропускной способности протоколов беспроводных сенсорных сетей // Информационные, сетевые и телекоммуникационные технологии: сборник научных трудов / под ред. проф. д.т.н. Жданова В. С. М.: МИЭМ, 2009.

21. Selby S., Edelman С., Amini A. Simulating Interference Issues between Bluetooth PANs and 802.11b and 802.1 Ig WLANs Электронный ресурс. -Agilent Technologies, 2002. URL: http://www.home.agilent.com (дата обращения 12.03.2009).

22. Вишневский В. М., Ляхов А. И. Оценка производительности беспроводной сети в условиях помех. // АиТ №12, 2000.

23. Wi-Fi™ (802.11b) and Bluetooth™: An Examination of Coexistence Approaches Электронный ресурс. // Mobilian Corporation Hillsboro, 2001. URL: http://www.cs.colorado.edu (дата обращения 05.12.2008).

24. Wojtiuk J. Solving Bluetooth, Wi-Fi co-existence challenges Электронный ресурс. // RF Design Magazine. October, 2004. URL: http://rfdesign.com (дата обращения 10.09.2007).

25. Вишневский В. М., Ляхов А. И. Оценка пропускной способности локальной беспроводной сети при высокой нагрузке и помехах. // АиТ №8, 2001.

26. Chen С., Seo E., Kim H, Luo H. Self-learning Collision Avoidance for Wireless Networks Электронный ресурс. // Dept. of Computer Science, UIUC, 2006. URL: http://www.ews.uiuc.edu (дата обращения: 21.01.2008).

27. Howitt I., Gutierrez J., Mitter V. Tools for evaluating Bluetooth Coexistence with other 2.4 GHz ISM Devices Электронный ресурс. IEEE 802.15 working group, 2002. URL: http://grouper.ieee.org/groups (Дата обращения: 21.01.2008).

28. Garcia-Luna-Aceves J. J., Tzamaloukas A. Reversing the Collision-Avoidance Handshake in Wireless Networks Электронный ресурс. Santa Cruz: Engineering University of California. URL: http://www.cse.ucsc.edu/ccrg/publications (дата обращения 21.01.2008).

29. Wireless networking overview Электронный ресурс. // Microsoft, 2005. URL: http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc784756.aspx (дата обращения 01.11.2008).

30. Финогеев А.Г., Бождай А. С. Сетевые технологии. — Учебное пособие. 2 часть. Базовый уровень подготовки. —Пенза, 2003.

31. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Электронный ресурс. // ANSI/IEEE 802.11, 1999. URL: http://standards.ieee.org (дата обращения 10.09.2007).

32. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band Электронный ресурс. // ANSI/ШЕЕ 802.11a, 1999. URL: http://standards.ieee.org (дата обращения 10.09.2007).

33. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Further Higher-Speed Physical Layer Extension in the

34. Descleves С. Understanding ZigBee transmission Электронный ресурс. // RF Design Magazine. March, 2006. URL: http://rfdesign.com (дата обращения 10.09.2007).

35. Шахнович. И. В. Персональные беспроводные сети стандартов IEEE 802.15.3 и 802.15.4. Электронный ресурс. // НТБ №2, 2006. URL: http://www.electronics.ru/pdfy6 2004/12.pdf (дата обращения 20.03.2010 г.)

36. Семенов Ю. А. Беспроводные сети ZigBee и IEEE 802.15.4 Электронный ресурс. URL: http://book.itep.ni/4/41/zigbee.htm (дата обращения 20.03.2010).

37. Tan S. Heterogeneous Networks and Services Электронный ресурс. : Диссертация на соискание учёной степени Доктора философии / S. Tan ; Technical Universy of Denmark. Schultz DocuCenter, 2006. URL: http://orbit.dtu.dk (дата обращения 01.11.2008).

38. Tompros, S., Mouratdis N., Caragiozidis M. A pervasive network architecture featuring intelligent energy management of households Электронный ресурс. URL: http://www.ict-aim.eu (дата обращения 05.12.2008).

39. Pervasive Networks and Connectivity Электронный ресурс. : Seminar Series on Special Topics in Networking, Spring 2008 / Edited by B. Silverajan. ; Tampere University of Technology, 2008. URL: http://www.cs.tut.fi (дата обращения 05.12.2008).

40. Golmie N. Coexistence in Wireless Networks Электронный ресурс. -Cambridge : Cambridge University Press, 2006. URL: http://www.cambridge.org (дата обращения 10.09.2007).

41. Pollin S., Ergen M., Dejonghe A. Distributed cognitive coexistence of 802.15.4 with 802.11 / S. Pollin, M. Ergen, A. Dejonghe, L. Perre. University of California, Berkeley. URL: http://wow.eecs.berkeley.edu (дата обращения 12.03.2009).

42. Howitt I., Gutierrez J.A. IEEE 802.15.4 Low Rate Wireless Personal Area Network Coexistence Issues Электронный ресурс. - Charlotte : University of North Carolina, 2007. URL: http://morse.colorado.edu (дата обращения 18.01.2009).

43. Planning a Wireless Network Электронный ресурс. // ProCurve Networking, HP Innovation. URL: http://www.hp.com (дата обращения 01.11.2008).

44. Гайнулин А. Г. Управление ресурсами в беспроводных сетях с переменной топологией : Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01 // А. Г. Гайнулин, НГТУ, 2009.

45. Miaoudakis А. I., Stratakis D.I., Antonidakis Е. Co-existence Performance Evaluation of Wireless Computer Networks in a Typical Office Environment Электронный ресурс. / A. I. Miaoudakis, D. I. Stratakis, E.

46. Antonidakis, V. Zaharopoulos, 2008. URL: http://www.comsis.org (дата обращения: 18.01.2009).

47. Co-existence of IEEE 802.15.4 at 2.4 GHz : Application note Электронный ресурс. // Jennie, Feb 2008. URL: http://www.jennic.com (дата обращения 12.03.2009).

48. IEEE P802.15 Wireless Personal Area Networks. Coexistence assurance Электронный ресурс. : Working group project, 2009. URL: http://ieee802.org (дата обращения 12.05.2009).

49. OpenWRT System Requirements Электронный ресурс., 2009. URL: http://wiki.openwrt.org/MinimumSvstemRequirements (дата обращения:1203.2009).

50. PCI Local Bus Specification, версия 2.2 Электронный ресурс. URL: http://www.ece.mtu.edu/faculty/btdavis (дата обращения: 01.11.2008).

51. PCI Express Specification Электронный ресурс. URL: http://www.pcisig.com/specifications/pciexpress/ (дата обращения: 01.11.2008).

52. USB 2.0 Documentation Электронный ресурс. URL: http://www.usb.org/developers/docs/ (дата обращения: 01.11.2008).

53. ASUS WL-500g Premium Wiki Электронный ресурс., 2009. URL: http://wiki.openwrt.org/ (дата обращения: 01.11.2007).

54. BCM94704 802.1 la/g AP/Router Reference Design, BroadCOM Электронный ресурс., 2010. URL: http://www.broadcom.com/ (дата обращения: 25.02.2010).

55. Das U-Boot the Universal Boot Loader, SourceForge.NET Электронный ресурс., 2010. URL: http://u-boot.sourceforge.net (дата обращения: 25.02.2010).

56. ZigBee stack for Linux, SourceForge.NET Электронный ресурс., 2010. URL: http://sourceforge.net/proiects/linux-zigbee/ (дата обращения:2502.2010).

57. Мауфер Т. WLAN «Практическое руководство для администраторов и профессиональных пользователей» Пер.с англ.-М. :КУДИЦ-ОБРАЗ,2005.

58. Бэндл Д. Защита и безопасность в сетях Linux. СПб. : Питер, 2002.