بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH و LEACH در جهت افزایش احتمال انتخاب سرگروه شدن گره در شبکه های حسگر بیسیم

بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH و LEACH در جهت افزایش احتمال انتخاب سرگروه شدن گره در شبکه های حسگر بیسیم

پروتکلهای مسیریابی
شبکه های حسگر
پروتکلهای مسیریابی پویا
شبکه های حسگر بیسیم
بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH و LEACH در جهت افزایش احتمال انتخاب سرگروه شدن گره در شبکه های حسگر بیسیم
بررسی پروتکلهای مسیریابی پویا در شبکه های حسگر بیسیم
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آی تی
دانلود پایان نامه شبکه های کامپیوتری

رفتن به سایت اصلی

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شبکه های کامپیوتری

بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH  و  LEACH در جهت افزایش احتمال انتخاب سرگروه شدن گره در شبکه های حسگر بیسیم

چکیده:

یکی از مهمترین مسائل قابل بحث در شبکه‌های حسگر بیسیم، چگونگی انتقال اطلاعات از گره‌های داخل شبکه به ایستگاه پایه و انتخاب بهترین مسیر ممکن برای انتقال این اطلاعات می‌باشد. انتخاب بهترین مسیر میتواند بر اساس فاکتورهای مختلفی مانند انرژی مصرفی، سرعت در پاسخگویی و میزان تاخیر، دقت در انتقال داده و …. تحت تاثیر قرار بگیرد.روشی که داده‌ها و پرسش‌ها را بین ایستگاه پایه و جایی که پدیده هدف ملاحظه شده است، جا به جا می‌کند یک مسئله بسیار مهم برای شبکه‌های حسگر بیسیم است و مسیریابی خوانده می‌شود[10]. از یک دیدگاه میتوان، مسیریابی را به صورت روش انتقال داده بین گره‌های حسگر در نظر گرفت و از دیدگاهی دیگر، انتقال اطلاعات بین گره‌های حسگر داخل شبکه و ایستگاه پایه نهایی را می‌توان به عنوان مسیریابی تعریف نمود.

یک روش بسیار ساده برای انجام این وظیفه آن است که هر گره حسگر، داده را به صورت مستقیم با ایستگاه پایه مبادله کند. اما به هرحال یک روش مبتنی بر تک-پرشی[1] بسیار هزینه‌بر است به این دلیل که گرههایی که از ایستگاه پایه دور هستند، ممکن است که ذخیره انرژیشان سریعتر تخلیه شود و بنابراین شدیداً طول عمر شبکه را محدود کنند. این موضوع خصوصاً در مواردی که حسگرهای بیسیم، به منظورپوشش‌دادن یک منطقه جغرافیایی بزرگ، آرایش یافته‌اند و یا درمواردی که حسگرهای بیسیم، متحرک هستند و ممکن است که از سمت ایستگاه پایه دور شوند، مهم است[11]. به منظور مقابله با کمبودها و نقصهای ناشی از روش تک-پرشی، تبادل داده بین حسگرها و ایستگاه پایه، معمولاً به وسیله روشهای انتقال بسته چند-پرشی[2] و بر روی شعاع ارتباطی کوچک انجام می‌شود. چنین روش انتقال داده‌ای، منجر به صرفه‌جوئی مشخصی در مصرف انرژی و کاهش چشمگیری در تداخل مخابراتی بین گرههای حسگری که در رقابت برای دسترسی به کانال هستند، می‌گردد.

کلمات کلیدی:

پروتکلهای مسیریابی

پروتکلهای مسیریابی پویا

شبکه های حسگر بیسیم

بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH  و  LEACH

مفهوم مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم

روشی که داده‌ها و پرسش‌ها را بین ایستگاه پایه و جایی که پدیده هدف ملاحظه شده است، جا به جا می‌کند یک مسئله بسیار مهم برای شبکه‌های حسگر بیسیم است و مسیریابی خوانده می‌شود[10]. از یک دیدگاه میتوان، مسیریابی را به صورت روش انتقال داده بین گره‌های حسگر در نظر گرفت و از دیدگاهی دیگر، انتقال اطلاعات بین گره‌های حسگر داخل شبکه و ایستگاه پایه نهایی را می‌توان به عنوان مسیریابی تعریف نمود.

یک روش بسیار ساده برای انجام این وظیفه آن است که هر گره حسگر، داده را به صورت مستقیم با ایستگاه پایه مبادله کند. اما به هرحال یک روش مبتنی بر تک-پرشی[1] بسیار هزینه‌بر است به این دلیل که گرههایی که از ایستگاه پایه دور هستند، ممکن است که ذخیره انرژیشان سریعتر تخلیه شود و بنابراین شدیداً طول عمر شبکه را محدود کنند. این موضوع خصوصاً در مواردی که حسگرهای بیسیم، به منظورپوشش‌دادن یک منطقه جغرافیایی بزرگ، آرایش یافته‌اند و یا درمواردی که حسگرهای بیسیم، متحرک هستند و ممکن است که از سمت ایستگاه پایه دور شوند، مهم است[11]. به منظور مقابله با کمبودها و نقصهای ناشی از روش تک-پرشی، تبادل داده بین حسگرها و ایستگاه پایه، معمولاً به وسیله روشهای انتقال بسته چند-پرشی[2] و بر روی شعاع ارتباطی کوچک انجام می‌شود. چنین روش انتقال داده‌ای، منجر به صرفه‌جوئی مشخصی در مصرف انرژی و کاهش چشمگیری در تداخل مخابراتی بین گرههای حسگری که در رقابت برای دسترسی به کانال هستند، می‌گردد.

در پاسخ به پرسش‌هایی که به وسیله کاربر منتشر می‌گردند و یا هنگامی که رویدادهای خاصی در داخل ناحیه‌ای که کنترل می‌شوند، اتفاق بیفتند همان طور که در شکل می‌بینیم، داده‌هایی که به وسیله حسگرها جمع‌آوری شده‌اند از طریق مسیرهای چند-پرشی به طرف ایستگاه پایه انتقال می‌یابند. در شبکه‌های حسگر بیسیم چندپرشی، گره‌های واسط، بایستی در به پیش راندن بسته‌های داده بین منبع و مقصد شرکت کنند. تعیین کردن این که، کدام دسته از گره‌های واسط بایستی، برای ساختن یک مسیر پیشروی داده بین منبع و مقصد انتخاب شوند، اساسی‌ترین وظیفه الگوریتم مسیریابی است. به طور کلی مسیریابی در شبکه‌های با مقیاس بزرگ، اساساً یک مسئله مشکل است که راه حل آن، بایستی چالش‌های مختلفی مانند صحت و درستی، پایداری، و بهینگی با توجه به معیارهای عملیاتی مختلف را جوابگو باشد. خواص ذاتی شبکه‌های حسگر بیسیم، با محدودیتهای شدید پهنای باند و انرژی ترکیب شده‌اند که این موضوع منجر به چالشهای اضافی دیگری می‌شود که بایستی به منظور ارضاکردن نیازمندیهای ترافیکی کاربردهایی که تحت پوششان است پاسخ داده شوند به طوری که طول عمر شبکه را نیز افزایش دهند.

اگرچه شبکه‌های حسگر بیسیم، نقاط مشترک زیادی با شبکه‌های موردی و باسیم دارند، اما به هرحال این نوع از شبکه‌ها مشخصات منحصر به فردی نیز دارند که آنها را از شبکه‌های موجود متمایز می‌کند. این مشخصات منحصر به فرد منجر به نیازمندیهای طراحی مسیریابی جدیدی می‌شوند که در مقایسه با شبکه‌های باسیم و موردی متفاوت است. در واقع این نیازمندیهای طراحی منجر به مجموعه‌ای متمایز و منحصر به فرد از چالشها می‌شود. این چالشها میتوانند شامل فاکتورهای مختلفی مانند محدودیتهای انرژی بسیار شدید ، قابلیتهای محاسباتی و مخابراتی محدود، تغییرات پویا و دینامیکی محیطی که حسگرها در آن آرایش یافته‌اند و مدلهای ترافیک داده منحصر به فرد و همچنین نیازمندیهای کیفیت خدمات مربوط به کاربرد باشند. بنابراین در مسئله مسیریابی، طراح بایستی نیازمندیهای مختلفی را مدنظر داشته باشد و بتواند تا حد ممکن از امکانات موجود در این شبکه‌ها نهایت استفاده را ببرد.

فهرست مطالب

فصل اول:پیشگفتار

فصل دوم:شبکه های حسگری و پروتکلهای مسیریابی

شبکه حسگر بیسیم

اجزا شبکه حسگر بیسیم

موارد مورد توجه در طراحی شبکه حسگر بیسیم

چیدمان گره ها

پروتکلهای مسیریابی معروف شبکه های حسگر بیسیم

مسیریابی مسطح

پروتکلهای ارسال سیل آسا

پروتکلهای شبکه حسگری برای اطلاعات از طریق مذاکره

پروتکل انتشار جهتی

پروتکل مسیریابی شایعه پراکنی

الگوریتم ارسال با کمترین هزینه

پروتکل مسیریابی آگاه از انرژی

مسیریابی سلسله مراتبی

پروتکل  LEACH

جمع آوری اطلاعات انرژی بازده شبکه حسگری

پروتکل انرژی بازده حساس به آستانه

فصل سوم:انتخاب مقدار احتمال سرگروه شدن به منظور بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH  و  LEACH

پروتکل  LEACH

مراحل کاری پروتکل  LEACH

فلوچارت پروتکل  LEACH

انرژی مصرفی گره

مدل انرژی

تغییرات  پروتکلهای XLEACH  و  LEACH

استفاده ازر احتمال سرگروه شدن به منظور بهبود عملکرد پروتکلهای XLEACH  و  LEACH

پروتکل ویرایش شده XLEACH  و   LEACH به کمک انرژی مصرفی گره

فلوچارت و الگوریتم برای انتخاب احتمال سرگروه شدن

ویرایش پروتکلهای XLEACH  و  LEACH با کینه کردن محلی انرژی مصرفی

تمام شبیه سازیها و روند اجرایی آنها

فصل چهارم:بیان نتایج و پیشنهادات

/////////////////////////////////////////

*تحقیقات مرتبط با شبکه های حسگر بیسیم

بررسی پروتکلهای مسیریابی پویا در شبکه های حسگر بیسیم

انتخاب رله و اختصاص توان در شبکه های بیسیم به کمک تئوری بازی

مسیریابی و پروتکل های دسترسی به رسانه در شبکه های حسگر بیسیم

بررسی الگوریتمهای مسیریابی در شبکه های سنسور بیسیم از جهت مصرف توان

استفاده از فیلترهای ذره ای برای ردیابی هدف در شبکه های بیسیم با رویکرد مشارکتی

ارزیابی الگوریتم LEACH در مسیریابی شبکه های حسگر بیسیم و ارائه الگوریتمهای بهینه در مصرف انرژی برای بهبود آن