کتاب: کاهش تاخیر در شبکه های حسگر بیسیم با سینک متحرک

 

چکيده

در اين پژوهش روشي براي کاهش تاخير در الگوريتم­هاي مسيريابي با استفاده از ترکيب پارامترهاي خاص در شبکه حسگر بي­سيم ارائه خواهيم داد. يکي از مهمترين تکنيک­ها در جهت مصرف بهينه انرژي و به دنبال آن افزايش عمر شبکه­ هاي حسگر بي­سيم استفاده از چاهک متحرک براي جمع ­آوري داده­ ها به جاي اتصال چندگامي به چاهک است. کارهاي زيادي در خصوص قرارگيري چاهک متحرک در شبکه و همچنين تعيين مسيري براي حرکت آن ارائه شده­ است.

اما در روش ­هاي ارائه شده تاکنون، تاخير تحويل داده به علت محدود بودن سرعت چاهک، بالاست. در اين پژوهش يک مدل متحرک جديد به نام CFUC به منظور جمع ­آوري داده­ ها با هدف کاهش تاخير تحويل داده ارائه مي­کنيم. در نهايت با استفاده از پياده سازي الگوريتم و تجزيه و تحليل عملکرد پيشنهادي و مقايسه با الگوريتمهاي RCC ، VORو KER مي­ بينيم که تاخير تحويل داده به طور قابل توجهي کاهش مي ­يابد.

 

کلمات کليدي: چاهک متحرک، الگوريتم CFUC، تاخير، اتصال چندگامي، شبکه­ هاي حسگر بي­سيم

فهرست مطالب

عنوان شماره صفحه

چکيده1

فصل اول: مقدمه. 2

1-1) مقدمه. 3

1-2) هدف پژوهش و اهميت آن. 4

1-3) رويکرد پيشنهادي.. 4

1-4) ساختار پايان نامه. 4

فصل دوم: پيش زمينه و مرور کارهاي مرتبط.. 5

2-1) تاريخچة شبکه های حسگر بی سيم و اجزای اصلی آن. 6

2-1-1) اجزاي اصلي شبکة حسگر. 7

2-1-2) ساختار هر نود حسگر. 8

2-1-3) اجزاء دروني يک نود حسگر. 8

2-1-4) توانمندي هاي نود حسگر. 9

2-1-5) چاهک... 10

2-1-6) ارتباط چندگامي تا چاهک... 10

2-1-7) استفاده از چند چاهک... 11

2-1-8) انواع تحرک در شبکة حسگر بي سيم. 11

2-1-8-1) تحرک نود. 12

2-1-8-2) تحرک رويداد. 12

2-1-8-3) تحرک چاهک... 13

2-1-9) مفهوم دروازه براي شبکه حسگر. 13

2-1-10) کاربردهاي شبکه هاي حسگر بيسيم. 14

2-1-11) اهدافبهينهسازيدرشبکههايحسگربي سيم. 16

2-1-11-1) کيفيتسرويس.... 16

2-1-11-2) مقياسپذيري.. 19

2-1-11-3) قابليتاطمينان. 20

2-2) مفهوم چاهک متحرک... 21

2-2-1) ايدة چاهک متحرک... 21

2-2-2) شبکة حسگر با چاهک ايستا22

2-2-2-1) پيشرفت هاي چاهک ايستا23

2-2-3) شبکة حسگر بي سيم با يک چاهک متحرک... 24

2-2-3-1) تحرک تصادفی.. 24

2-2-3-2) تحرک ثابت... 27

2-2-3-3) تحرک کنترل شده29

2-3) روشهای مسيريابی مبتنی بر خوشه بندی در شبکه حسگر بی سيم. 32

2-3-1) آشنايی با خوشهبندی.. 32

2-3-2) روش‎هاي خوشه‎بندي بخش‎بندي (غيرسلسله‎مراتبي). 37

2-3-3) خوشه‌بندي K-Means. 38

2-3-4) الگوريتم خوشه‌بندي LBG.. 41

2-3-5) روش‌هاي خوشه‌بندي سلسله‌مراتبي.. 42

2-3-6) ويژگي‌هاي مسيريابي در شبكه حسگر بي‌سيم. 43

2-3-7) روش‌هاي مسيريابي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم. 45

2-3-7-1) مسيريابي مسطح.. 46

2-3-7-2) مسيريابي مبتني بر مكان. 46

2-3-7-3) مسيريابي سلسه مراتبي(مبتني بر خوشه‌بندي). 47

2-3-8) پروتكل خوشه‌بندي LEACH.. 48

2-3-9) پروتكل خوشه‌بنديLEACH متمركز. 51

2-3-10) KAT mobility. 52

2-3-11) ديگر کارهاي انجام شده52

فصل سوم: روش خوشه بندي پيشنهادي.. 55

3-1) مقدمه. 56

3-1) مسالة فروشندة دوره گرد(tsp). 56

3-2) مدهاي جمع آوري داده56

3-3) معماري سيستم. 58

3-4) روش پيشنهادي مبتني بر چاهک متحرک... 58

3-5) الگوريتم خوشه بندي با بروز رسانی دايره مناسب... 58

3-6) پوشش دهي زمين حسگري.. 60

3-7) محاسبة تاخير. 61

3-8) جمع بندي.. 63

فصل چهارم: نتايج شبيه سازي و بحث و بررسي.. 64

4-1) پياده سازي.. 65

4-2) تعريف پارامترها و جدول مجموعه دادهها67

4-3) ارزيابي عملکرد الگوريتم CFUC.. 68

4-3-1) تعداد توقف ها و پوشش.... 68

4-3-2) طول تور. 70

4-3-3) سايز زمين حسگرها71

4-3-4) تاثير محدوده راديويي نودهاي حسگر روي تعداد نقاط توقف... 73

4-3-5) تاخير بسته. 74

4-3-6) سرعت چاهک متحرک... 75

فصل پنجم: نتيجه گيري و کارهاي آتي.. 76

نتيجه گيری و کارهای آينده77

پيوست1: کد پياده سازی الگوريتم CFUC.. 78

مراجع.. 84

 

1-1مقدمه

....

1-2) هدف پژوهش و اهميت آن

هدف اين پژوهش کاهش تاخير تحويل داده ها در شبکه هاي حسگر بي­سيم در رويکرد مبتني بر چاهک متحرک است. استفاده از چاهک متحرک يکي از روش هاي کارآمد براي کاهش مصرف انرژي نودها و افزايش طول عمر شبکه است اما به دليل سرعت کم چاهک متحرک، تاخير داده بالاست. در اين پژوهش يک مدل جديد براي جمع آوري داده ها ارائه مي­ شود که تاخير داده را به طور قابل توجهي کاهش مي­دهد. کاهش تاخير داده اهميت زيادي دارد و بايد تعادلي بين کاهش مصرف انرژي و تاخير برقرار شود.

1-3) رويکرد پيشنهادي

روش پيشنهادي استفاده از يک الگوريتم خوشه بندي جديد براي پوشش کامل شبکه و کاهش تاخير انتها به انتها است. الگوريتم خوشه بندي جديد مجموعه ­اي از نقاط توقف براي چاهک متحرک تعيين مي­ کند. اين الگوريتم تعداد نقاط توقف را کمينه مي­کند در حاليکه از پوشش کل شبکه اطمينان داريم. چاهک در اين نقاط داده ها را از سرخوشه جمع ­آوري کرده و به مسير خود که يک دور هاميلتون است ادامه مي ­دهد.

1-4) ساختار پايان ­نامه

ادامه ساختاراين رساله به شرح زيراست: درفصل دوم،تحرک چاهک در شبکه حسگر بي­سيم به طور کامل معرفي وكارهاي پيشين بررسي شده است.مدل خوشه بند يپيشنهادي براي حرکت چاهک در فصل سو ممطرح شده است.درفص لچهارم، نتايج شبيه سازي­ هاومقايسه الگوريتم­ ها،ودرفصل پنجم،نتيجه گيري وكارهاي قابل انجام درآينده آورده شده است.

توجه:

پیاده سازی الگوریتم ارائه شده در این پایان نامه جداگانه در همین سایت به فروش میرسد(با قیمت مناسب)

 

 

 

[1]sink