Методика моделирования топологии беспроводных сенсорных сетей с учетом межузловых помех

Проведен анализ методов формирования сетевых топологий беспроводных сенсорных сетей (БСС) на основе графовой структуры, который свидетельствует о преобладании допусковых критериев для описания связей между узлами, например предельного расстояния радиосвязи, достаточного отношения энергий сигнал/(помехи + шум). Для учета воздействия межузловых помех на топологию сети предложено в качестве критерия наличия устойчивой связи использовать допустимые значения вероятностей битовой ошибки либо стирания информационного пакета в случае искажения хотя бы одного из его элементов. Представлен алгоритм расчета аналитической модели межузлового канала связи для оценки влияния внутрисетевых аддитивных и мультипликативных помех на показатель достоверности некогерентного приема сообщений в виде вероятности битовой ошибки. Получено выражение для коэффициента структурного взаимодействия принимаемого сигнала и комплекса помех, позволяющего учесть зависимость вероятности битовой ошибки от энергетических составляющих отдельных помех на входе приемника, значений частотного разноса сигнала и каждой из помех, их фазовых сдвигов, а также длительности информационного бита. На примере использования модемов СС2500 в составе узлов БСС рассмотрено практическое приложение методики моделирования топологии БСС для случая межузловых каналов связи с райсовскими замираниями полезного сигнала и релеевскими замираниями комплекса внутрисетевых помех. В результате расчетов определены связи между узлами, для которых вероятности битовых ошибок не превышают допустимого значения, установленного с учетом требований к пропускной способности каналов и длины информационных пакетов. Представленная методика моделирования свидетельствует о возможности улучшения топологии сети за счет формирования межузловых связей путем перераспределения частотного ресурса между узлами либо корректировки режимов работы модемов.