Теория эпидемий как инструмент анализа распространения широковещательного трафика в сетях VANET


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.4.101

Полный текст:


Аннотация

Введение: механизм оповещения о нештатных ситуациях в сетях VANET предусматривает передачу информационных сообщений в широковещательном режиме от узла к узлу. В целях ограничения потока дублирующих сообщений, возникающего при таком способе передачи, необходимо применять специализированные алгоритмы, позволяющие организовать в общей массе узлов сети режим избирательности к ретрансляции. Цель: оценка возможности применения теории эпидемий как инструмента для построения аналитической модели процесса распространения широковещательных сообщений. Результаты: в процессе анализа переходных процессов состояний узлов, связанных с распространением информационных сообщений по сети, была произведена градация состояний узлов сети в соответствии с классификацией, предлагаемой теорией эпидемий. На базе суждений о физических основах и особенностях процесса ретрансляции сообщений в сетях VANET получены аналитические выражения, описывающие изменение относительной численности каждой из выделенных групп узлов. Дальнейшие исследования с применением среды имитационного моделирования NS-2 позволили получить статистические данные об относительной численности каждой из групп узлов во временном разрезе для модельного участка автомобильной сети. Сравнительный анализ полученных аналитических и модельных результатов с применением критерия согласия Пирсона показал, что полученные аналитические выражения применимы для описания переходных процессов состояния узлов для случая в сетях VANET. Как следствие, это доказывает, что теория эпидемий может быть использована в качестве инструмента для сравнительного анализа разрабатываемых алгоритмов ретрансляции информационных сообщений.

Об авторах

Евгений Андреевич Кучерявый
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Россия


Сергей Викторович Ярцев
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича
Россия


Список литературы

1. Аналитическое агентство «Автостат». https:// www.autostat.ru/articles/21090/ (дата обращения: 25.05.2016).

2. Wallace R. Technology Trends and Drivers in the Global Automotive Industry // German Machinery Business Conf., Berlin, Germany, Oct. 6, 2015. P. 53-59.

3. European Standard (Tellecommunications series) ETSI EN 302 665. Intelligent Transport Systems (ITS); Communications Architecture. - European Telecommunications Standards Institute, 2010. - 44 p.

4. ETSI Guide ETSI EG 202 798. Intelligent Transport Systems (ITS); Testing; Framework for Conformance and Interoperability Testing. - European Telecommunications Standards Institute, 2011. - 48 p.

5. IEEE Std 1609.0-2013. IEEE Guide for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) - Architecture. - 78 p. doi:10.1109/IEEESTD.2014.6755433

6. Miao M., Zheng Q., Zheng K., Zeng Z. Implementation and Demonstration of WAVE Networking Services for Intelligent Transportation Systems // Internet of Vehicles - Technologies and Services: First Intern. Conf., IOV 2014, Beijing, China, Sept. 1-3, 2014. P. 130-139.

7. DSRC Implementation Guide. A Guide to Users of SAE J2735 Message Sets over DSRC. SAE International, 2010. - 210 p.

8. Wilkie D. Review of the Status of the Dedicated Short-Range Communications Technology and Applications: [Draft] Report to Congress, April 28, 2015. http://www.trb.org/Main/Blurbs/172448.aspx. (дата обращения: 25.05.2016).

9. Кучерявый А. Е., Прокопьев А. В., Кучерявый Е. А. Самоорганизующиеся сети. - СПб.: Любавич, 2011. - 312 c.

10. Jakubiak J., Koucheryavy Y. State of the Art and Research Challenges for VANETs // Proc. of IEEE CCNC 2008, Las Vegas, USA, Jan. 10-12, 2008. P. 912-916.

11. Dressler F., Hartenstein H., Altintas O., Tonguz O. K. InterVehicle Communication - Quo Vadis // IEEE Communications Magazine. 2014. Vol. 52. N 6. P. 170-177.

12. Samara G., Alhmiedat T. Intelligent Emergency Message Broadcasting in VANET Using PSO // WCSIT. 2014. Vol. 4. N 7. P. 90-100.

13. Mishra B. K., Keshri N. Mathematical Model on the Transmission of Worms in Wireless Sensor Network// Applied Mathematical Modelling. 2013. Vol. 37. N 6. P. 4103-4111.

14. Newman M. E. J., Ferrario C. R. Interacting Epidemics and Coinfection on Contact Networks // PLOS One. 2013. Vol. 8. e71321. doi:10.1371/journal.pone.0071321

15. De P., Liu Y., Das S. K. Modeling Node Compromise Spread in Wireless Sensor Networks Using Epidemic Theory in World of Wireless // Mobile and Multimedia Networks, WoWMoM 2006: Intern. Symp., BuffaloNiagara Falls, NY, 2006. P. 243-250.

16. Khelil A., Becker C., Tian J., Rothermel K. An Epidemic Model for Information Diffusion in MANETs // 5th ACM Intern. Workshop on Modeling Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems, MSWiM, USA, Atlanta, Georgia, Sept. 28, 2002. P. 54-60.

17. Mark B. L. Analysis of Virus Spread in Wireless Sensor Networks: An Epidemic Model // Design of Reliable Communication Networks, DRCN 2009: 7th Intern. Workshop on, Washington, DC, 2009. P. 86-91.

18. Newman M. E. J. The Spread of Epidemic Disease on Networks // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 66. Iss. 1. doi:10.1103/PhysRevE.66.016128

19. Zhang X., Neglia G., Kurose J., Towsley D. Performance Modeling of Epidemic Routing // Computer Networks. 2007. Vol. 51. Iss. 10. P. 2867-2891.

20. Hethcote H. W. Mathematics of Infectious Diseases // SIAM Review. 2000. Vol. 42(4). P. 599-653.

21. Keeling M. J., Rohani P. Modeling Infectious Diseases in Humans and Animals. - Princeton University Press, 2007. - 408 p.

22. Ярцев С. В. Механизмы управления широковещательным трафиком в сетях VANET // Электросвязь. 2015. № 3. C. 27-31.

23. Chen Q., et al. Overhaul of IEEE 802.11 Modeling and Simulation in NS-2 (802.11Ext) / Q. Chen, F. Schmidt-Eisenlohr, D. Jiang, M. Torrent-Moreno, L. Delgrossi, H. Hartenstein // MSWiM. 2008. P. 159168.

24. Groenevelt R., Nain P., Koole G. The Message Delay in Mobile Ad Hoc Networks // Performance Evaluation. 2005. Vol. 62. P. 210-228.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Кучерявый Е.А., Ярцев С.В. Теория эпидемий как инструмент анализа распространения широковещательного трафика в сетях VANET. Информационно-управляющие системы. 2016;83(4):101-107. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.4.101

For citation: Koucheryavy Y.A., Yartsev S.V. Epidemic Theory as a Tool for Analysis of Broadcasting Process in VANET. Information and Control Systems. 2016;83(4):101-107. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.4.101

Просмотров: 31


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)