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

چکیده

در این پژوهش روشی برای کاهش تاخیر در الگوریتم­های مسیریابی با استفاده از ترکیب پارامترهای خاص در شبکه حسگر بی­سیم ارائه خواهیم داد. یکی از مهمترین تکنیک­ها در جهت مصرف بهینه انرژی و به دنبال آن افزایش عمر شبکه­ های حسگر بی­سیم استفاده از چاهک متحرک برای جمع ­آوری داده­ ها به جای اتصال چندگامی به چاهک است. کارهای زیادی در خصوص قرارگیری چاهک متحرک در شبکه و همچنین تعیین مسیری برای حرکت آن ارائه شده­ است.

اما در روش ­های ارائه شده تاکنون، تاخیر تحویل داده به علت محدود بودن سرعت چاهک، بالاست. در این پژوهش یک مدل متحرک جدید به نام CFUC به منظور جمع ­آوری داده­ ها با هدف کاهش تاخیر تحویل داده ارائه می­کنیم. در نهایت با استفاده از پیاده سازی الگوریتم و تجزیه و تحلیل عملکرد پیشنهادی و مقایسه با الگوریتمهای RCC ، VORو KER می­ بینیم که تاخیر تحویل داده به طور قابل توجهی کاهش می ­یابد.

کلمات کلیدی: چاهک متحرک، الگوریتم CFUC، تاخیر، اتصال چندگامی، شبکه­ های حسگر بی­سیم

فهرست مطالب

عنوان   شماره صفحه

چکیده1

فصل اول: مقدمه. 2

1-1) مقدمه. 3

1-2) هدف پژوهش و اهمیت آن. 4

1-3) رویکرد پیشنهادی.. 4

1-4) ساختار پایان نامه. 4

فصل دوم: پیش زمینه و مرور کارهای مرتبط.. 5

2-1) تاریخچة شبکه های حسگر بی سیم و اجزای اصلی آن. 6

2-1-1) اجزای اصلی شبکة حسگر. 7

2-1-2) ساختار هر نود حسگر. 8

2-1-3) اجزاء درونی یک نود حسگر. 8

2-1-4) توانمندی های نود حسگر. 9

2-1-5) چاهک... 10

2-1-6) ارتباط چندگامی تا چاهک... 10

2-1-7) استفاده از چند چاهک... 11

2-1-8) انواع تحرک در شبکة حسگر بی سیم. 11

2-1-8-1) تحرک نود. 12

2-1-8-2) تحرک رویداد. 12

2-1-8-3) تحرک چاهک... 13

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

2-1-10) کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم. 14

2-1-11) اهدافبهینهسازیدرشبکههایحسگربی سیم. 16

2-1-11-1) کیفیتسرویس.... 16

2-1-11-2) مقیاسپذیری.. 19

2-1-11-3) قابلیتاطمینان. 20

2-2) مفهوم چاهک متحرک... 21

2-2-1) ایدة چاهک متحرک... 21

2-2-2) شبکة حسگر با چاهک ایستا22

2-2-2-1) پیشرفت های چاهک ایستا23

2-2-3) شبکة حسگر بی سیم با یک 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 مسیریابی مبتنی بر خوشه بندی در شبکه حسگر بی سیم. 32

2-3-1) آشنایی با خوشهبندی.. 32

2-3-2) روش‎های خوشه‎بندی بخش‎بندی (غیرسلسله‎مراتبی). 37

2-3-3) خوشه‌بندی K-Means. 38

2-3-4) الگوریتم خوشه‌بندی LBG.. 41

2-3-5) روش‌های خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی.. 42

2-3-6) ویژگی‌های مسیریابی در شبکه حسگر بی‌سیم. 43

2-3-7) روش‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم. 45

2-3-7-1) مسیریابی مسطح.. 46

2-3-7-2) مسیریابی مبتنی بر مکان. 46

2-3-7-3) مسیریابی سلسه مراتبی(مبتنی بر خوشه‌بندی). 47

2-3-8) پروتکل خوشه‌بندی LEACH.. 48

2-3-9) پروتکل خوشه‌بندیLEACH متمرکز. 51

2-3-10) KAT mobility. 52

2-3-11) دیگر کارهای انجام شده52

فصل سوم: روش خوشه بندی پیشنهادی.. 55

3-1) مقدمه. 56

3-1) مسالة فروشندة دوره گرد(tsp). 56

3-2) مدهای جمع آوری داده56

3-3) معماری سیستم. 58

3-4) روش پیشنهادی مبتنی بر چاهک متحرک... 58

3-5) الگوریتم خوشه بندی با بروز رسانی دایره مناسب... 58

3-6) پوشش دهی زمین حسگری.. 60

3-7) محاسبة تاخیر. 61

3-8) جمع بندی.. 63

فصل چهارم: نتایج شبیه سازی و بحث و بررسی.. 64

4-1) پیاده سازی.. 65

4-2) تعریف پارامترها و جدول مجموعه دادهها67

4-3) ارزیابی عملکرد الگوریتم CFUC.. 68

4-3-1) تعداد توقف ها و پوشش.... 68

4-3-2) طول تور. 70

4-3-3) سایز زمین حسگرها71

4-3-4) تاثیر محدوده رادیویی نودهای حسگر روی تعداد نقاط توقف... 73

4-3-5) تاخیر بسته. 74

4-3-6) سرعت چاهک متحرک... 75

فصل پنجم: نتیجه گیری و کارهای آتی.. 76

نتیجه گیری و کارهای آینده77

پیوست1: کد پیاده سازی الگوریتم CFUC.. 78

مراجع.. 84

1-1مقدمه

....

1-2) هدف پژوهش و اهمیت آن

هدف این پژوهش کاهش تاخیر تحویل داده ها در شبکه های حسگر بی­سیم در رویکرد مبتنی بر چاهک متحرک است. استفاده از چاهک متحرک یکی از روش های کارآمد برای کاهش مصرف انرژی نودها و افزایش طول عمر شبکه است اما به دلیل سرعت کم چاهک متحرک، تاخیر داده بالاست. در این پژوهش یک مدل جدید برای جمع آوری داده ها ارائه می­ شود که تاخیر داده را به طور قابل توجهی کاهش می­دهد. کاهش تاخیر داده اهمیت زیادی دارد و باید تعادلی بین کاهش مصرف انرژی و تاخیر برقرار شود.

1-3) رویکرد پیشنهادی

روش پیشنهادی استفاده از یک الگوریتم خوشه بندی جدید برای پوشش کامل شبکه و کاهش تاخیر انتها به انتها است. الگوریتم خوشه بندی جدید مجموعه ­ای از نقاط توقف برای چاهک متحرک تعیین می­ کند. این الگوریتم تعداد نقاط توقف را کمینه می­کند در حالیکه از پوشش کل شبکه اطمینان داریم. چاهک در این نقاط داده ها را از سرخوشه جمع ­آوری کرده و به مسیر خود که یک دور هامیلتون است ادامه می ­دهد.

1-4) ساختار پایان ­نامه

ادامه ساختاراین رساله به شرح زیراست: درفصل دوم،تحرک چاهک در شبکه حسگر بی­سیم به طور کامل معرفی وکارهای پیشین بررسی شده است.مدل خوشه بند یپیشنهادی برای حرکت چاهک در فصل سو ممطرح شده است.درفص لچهارم، نتایج شبیه سازی­ هاومقایسه الگوریتم­ ها،ودرفصل پنجم،نتیجه گیری وکارهای قابل انجام درآینده 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