Problema dell’energia nelle Manet

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Con l’avvento delle nuove tecnologie sempre più dispositivi sono in grado di connettersi alle reti Wireless, basti pensare a cellulari, PDA, sensori, ma la maggior parte di tutti questi dispositivi funzionano con alimentazione a batterie, e questo comporta un’area di copertura e una durata limitata. A differenza delle reti di computer cablate, le wireless sono a larghezza di banda limitata. Le interferenze dovute da più utenti nella rete diminuiscono la capacità stessa della rete. Di conseguenza, trovare i modi di aumentare la capacità di una rete e la sua adattabilità territoriale è di fondamentale importanza. Una soluzione a questo problema è quello di controllare efficacemente i segnali provenienti da utenti distribuiti in modo casuale nella rete, questo aumenterebbe la capacità di rete e anche la durata delle batteria. Pertanto, sistemi di controllo centralizzati della potenza sono state proposte nel caso di reti cellulari. Un grande svantaggio di questi sistemi è che sono computazionalmente costosi, e consumano molte delle risorse delle stazioni base di calcolo. Esistono anche gli schemi DPC (Distributed Power Control) che sono un approccio più realistico per minimizzare le interferenze. Gli schemi DPC regolano i livelli di potenza degli utenti nella rete solo in base alle rilevazioni nell’ambiente locale. Questi schemi DPC (Dontula e Jagannathan 2004) sono semplici, consumano poche risorse per l’utente mobile, e riducono al minimo la trasmissione di informazioni di controllo dei pacchetti. Nelle manet, dove non vi è alcun base di controllo centralizzato, e la determinazione della potenza con quale un utente mobile della rete deve trasmettere, mantenendo la interferenze sotto controllo, in un ambiente altamente dinamico è un problema. Nell’ambito militare, per come le reti devono mantenere una bassa probabilità di intercettazione e una bassa probabilità di rilevamento, e per come esse operano nelle regioni periferiche e in ambienti non strutturati, necessitano di nodi che irradiano con poca potenza, e se necessario, che trasmettano il più rado possibile. Questo è uno di quei requisiti che possono degradare le prestazioni e l’affidabilità della rete. Con l’avvento delle reti ad hoc coi nodi geograficamente distribuiti in ambienti remoti (ad esempio, i sensori lanciati dagli aerei per il personale e la sorveglianza a terra), vi è un attenzione particolare su come aumentare la durata di funzionamento dei nodi (e/o sensori) attraverso la generazione di energia, la conservazione, e gestione. La ricerca attuale è arrivata alla progettazione di piccole MEMS (microelectromechanical system), componenti RF per ricetrasmettitori, tra cui condensatori, induttori, ecc. Il fattore limitante è fabbricazione microscopica degli induttori. Un altro spinta viene dalla progettazione di MEMS elettrogeni utilizzando le tecnologie, compresa quella solare, le vibrazioni (elettromagnetiche e quelle elettrostatiche), termico, ecc. Nel frattempo, il software di gestione sulle tecniche di utilizzo della potenza è in grado di abbassare di molto i consumi degli induttori e dei componenti RF. La Time Division Multiple Access (accesso multiplo a ripartizione nel tempo, nota anche con l’acronimo TDMA) è particolarmente utile per potenza di conservazione, perché un nodo può andare in standby in determinate fasce orarie, e si risveglia in tempo per ricevere e trasmettere messaggi.


La potenza di trasmissione necessaria aumenta quadraticamente man mano che aumenta la distanza tra sorgente e destinazione. Pertanto, messaggi inviati a una breve distanza richiedono meno potenza di messaggi inviati a lunghe distanze. In realtà, se la distanza tra origine e di destinazione è R, la potenza necessaria per un singolo salto di trasmissione è proporzionale alla R2. Quindi se i nodi messi tra nodo di origine e nodo di destinazione sono numerosi, la potenza richiesta da ogni nodo sarà proporzionale a R2/n2 con n=numero di nodi. Un ulteriore argomento di ricerca è sul controllo di potenza di trasmissione, dove ogni nodo coopera con tutti gli altri nodi per individuare il miglior livello di potenza di trasmissione. Le problematiche derivanti sono congestione del traffico se ogni nodo utilizza troppa potenza, ma ogni nodo deve selezionare una sufficiente potenza di trasmissione, in modo che la rete rimanga collegata. Per n nodi distribuiti a caso su un area, la rete è asintoticamente collegata con probabilità uno, se il range r di trasmissione di tutti i nodi è selezionato in base alla legge (Kumar 2001):

r ≥ sqr( log n + γ(n) /π n )

dove γ(n), è una funzione che va all’infinito per n molto grande.

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Category: Computer

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Studio Ingegneria Informatica e Bio. all' Università Magna Graecia di Catanzaro, sono appassionato di informatica, e mi piace praticare la pesca nelle acque dolci.