Rateless paketi


iliti

kako senzori pričaju jedni sa drugima

Informacioni paketi kreću se na slučajan način po senzorskoj mreži, rekombinuju sa drugim paketima i završavaju svoj put na slučajnim lokacijama. Originalna informacija može se rekonstruisati prikupljanjem broja rateless paketa koji je svega nešto veći od broja originalnih informacionih paketa u senzorskoj mreži

Bežične senzorske mreže (eng. wireless sensor networks – WSN) predstavljaju klasu bežičnih ad-hoc mreža koje se uspostavljaju između određenog broja senzorskih čvorova raspoređenih po oblasti pod nadzorom, kao što je poljoprivredno imanje ili oblast od naročitog značaja za zaštitu životne sredine. Svaki senzorski čvor predstavlja jeftin uređaj sa minimalnom potrošnjom energije, koji registruje vrednosti određenih fizičkih veličina iz svog okruženja, kao što su temperatura, vlažnost vazduha ili zemlje, vazdušni pritisak ili koncentracija određenih hemijskih jedinjenja, te nad tako dobijenim podacima vrši jednostavnu obradu i prenosi ih kroz bežični medijum do susednih senzorskih čvorova. U mreži postoji i manji broj tzv. izlaznih čvorova, čije je napajanje pouzdanije, i čiji je cilj da prikupe podatke i direktno ih obrade ili ih proslede spoljnoj mreži radi obrade na nekoj udaljenoj lokaciji.

 

U mnogim scenarijima od interesa poželjno je organizovati prikupljanje podataka na takav način da bude moguće rekonstruisati sve podatke koje su senzorski čvorovi generisali, a pri tome kontaktirati samo određen proizvoljan podskup senzorskih čvorova. Primera radi, bežične senzorske mreže mogu biti uspostavljene na nepristupačnim lokacijama, gde nije moguće postaviti pouzdan izlazni čvor ili obezbediti pouzdan pristup spoljnoj mreži. U takvim slučajevima moguće je upotrebiti mobilne uređaje za prikupljanje podataka kao što su autonomna vozila ili bespilotne letelice, i dati im zadatak da se povežu samo sa određenim podskupom senzorskih čvorova, što je izvodljiv zadatak čak i u prisustvu većih prepreka na terenu. Primera radi, mobilni prikupljač podataka može jednostavno preleteti preko senzorskog polja i rekonstruisati sve podatke na osnovu ograničenog broja senzorskih čvorova. Druga situacija u kojoj bi ovakav pristup bio koristan jeste kada bliži pristup senzorskom polju nije moguć zbog npr. koncentracije opasnih hemijskih materija u oblasti pod nadzorom. Pored toga, u nekim primenama važno je obezbediti da podaci opstanu čak i u slučaju da veliki procenat senzora otkaže, pa bi rekonstrukcija podataka trebalo da bude moguća već i na osnovu relativno malog skupa senzora koji i dalje funkcionišu.

 

Naša varijanta distribuiranog kodovanja, pod nazivom rateless paketi, zasniva se na revolucionarnom konceptu rateless kodova, odnosno, kodova bez fiksne kodne brzine. Kod ovog pristupa informacioni paketi formirani u senzorskim čvorovima upućuju se na slučajnu šetnju po senzorskoj mreži, pri čemu učestvuju u distribuiranom kodovanju tako što se kombinuju sa pažljivo odabranim podskupom informacionih paketa iz drugih senzorskih čvorova. Čitav proces je distribuiran i odvija se simultano, tako da kroz mrežu za vrlo kratko vreme prođe ogroman broj paketa, rekombinuje se sa drugim paketima i završi put na slučajnim lokacijama. Broj kreiranih rateless paketa tipično je mnogo veći od početnog broja informacionih paketa u senzorskoj mreži. Ono što je kod ovog pristupa posebno privlačno jeste da, ako se prikupi broj rateless paketa koji je svega nešto veći od broja polaznih informacionih paketa u senzorskoj mreži, moguće je rekonstruisati sadržaj svih polaznih informacionih paketa.

Bežične senzorske mreže predstavljaju jednu od najznačajnijih tehnologija za omogućavanje efikasnog nadzora u poljoprivredi.