دانلود پروژه: خوشه‌بندی شبکه‌های موردی سیار با استفاده از یک الگوریتم رقابت استعماری

فهرست مطالب

عنوان                                                                                              شماره صفحه

فصل 1: مقدمه—————————————————————– 1

فصل 2: شرح مسئله————————————————————- 5

2-1- انگیزه و بیان مساله ——————————————————————— 6

2-2- اهمیت مساله  ————————————————————————– 8

2-3- اهداف مختلف  ————————————————————————- 8

2-4- ورودی و خروجی های مساله————————————————————— 9

2-5- فرض­های مساله ———————————————————————— 9

2-6-  پرسش های مساله——————————————————————— 10

2-7-  فرضیات مساله———————————————————————— 10

2-8- خلاصه فصل ————————————————————————- 10

فصل 3: مفاهیم پایه‌ای————————————————– 11

3-1- انواع شبکه  ————————————————————————– 13

  3-1-1- شبکه‌های سیمی —————————————————————— 13

  3-1-2- شبکه‌های بی‌سیم —————————————————————— 13

3-2- شبکه موردی————————————————————————– 18

  3-2-1- تاریخچه شبکه موردی————————————————————— 18

  3-2-2- توصیف شبکه موردی—————————————————————- 18

  3-2-3- مزایای شبکه موردی—————————————————————- 19

  3-2-4- معایب شبکه موردی —————————————————————- 20

  3-2-5- چالش‌های شبکه موردی ———————————————————— 20

  3-2-6- انواع شبکه‌های موردی  ————————————————————– 21

3-3- شبکه‌های موردی سیار —————————————————————– 23

  3-3-1- ویژگی‌های شبکه موردی سیار ——————————————————– 24

  3-3-2- انواع شبکه موردی سیار ————————————————————- 25

  3-3-3- کاربردهای شبکه موردی سیار  ——————————————————- 27

  3-3-4- چالش‌ها در شبکه موردی سیار ——————————————————- 29

3-4- مسیریابی —————————————————————————- 31

  3-4-1- تقسیم‌بندی پروتکل‌های مسیریابی —————————————————- 31

3-5- تعدادی از معروف‌ترین الگوریتم‌های مسیریابی ———————————————– 38

  3-5-1- الگوریتم DSR——————————————————————— 38

  3-5-2- الگوریتم AODV——————————————————————- 40

  3-5-3- الگوریتم DSDV——————————————————————- 41

  3-5-4- پروتکل مسیریابی منطقه ایZRP—————————————————— 42

3-6- خوشه‌بندی ————————————————————————— 43

  3-6-1- روش‌هاي خوشه‌بندي ————————————————————— 43

  3-6-2- روش‌هاي خوشه‌بندي سلسله‌مراتبي —————————————————- 44

3-7-  الگوریتم رقابت استعماری————————————————————— 45

3-8- خلاصه فصل————————————————————————– 49

فصل 4: راه‌کار‌های پیشین—————————————————— 50

4-1- خوشه‌بندی مبتنی بر شناسه ————————————————————- 51

  4-1-1- الگوریتم LIDAR——————————————————————– 51

  4-1-2- الگوریتم Max-Min—————————————————————– 52

4-2- خوشه‌بندی مبتنی بر اتصال ————————————————————- 53

  4-2-1- الگوریتم  CLSR——————————————————————– 53

  4-2-2- پروتکل LIP———————————————————————– 54

  4-2-3- خوشه‌بندی با بالاترین اتصال (HCC) ————————————————— 55

  4-2-4- الگوریتم K-COND—————————————————————— 56

  4-2-5- الگوریتم روش تعادل بار خوشه تطبیقی————————————————- 57

  4-2-6- الگوریتم روش خوشه‌بندی تطبیقی چندگامی ——————————————– 58

  4-2-7- الگوریتم CTMAN——————————————————————- 59

4-3- خوشه‌بندی آگاه از تحرک ————————————————————— 60

  4-3-1- الگوریتم خوشه‌بندی d گامی مبتنی بر حرکت (MobDHop)——————————— 60

  4-3-2- چارچوب مبتنی بر تحرک برای خوشه‌بندی تطبیقی ————————————— 61

  4-3-3- تکنیک خوشه‌بندی و مسیر یابی مبتنی بر ثبات در شبکه‌های موردی سیار(SBC) —————- 62

4-4- هزینه پایین نگهداری خوشه ————————————————————- 63

  4-4-1- الگوریتم حداقل تغییر خوشه (LCC)—————————————————- 63

  4-4-2- الگوریتم 3hBAC——————————————————————- 64

4-5- خوشه‌بندی آگاه از انرژی —————————————————————- 65

  4-5-1- الگوریتم خوشه‌بندی موازنه بار (LBC)————————————————— 65

  4-5-2- خوشه‌بندی برای حفاظت از انرژی  —————————————————– 66

4-6- روش خوشه‌بندی ترکیبی —————————————————————- 68

  4-6-1- الگوریتم خوشه‌بندی وزنی (WCA)—————————————————– 68

  4-6-2- الگوریتم خوشه‌بندی مبتنی بر رای —————————————————- 69

  4-6-3- الگوریتم خوشه‌بندی وزنی (اتصال، انرژی و تحرک) محور CEMCA—————————- 71

4-6-4- الگوریتم مسیریابی خوشه مبتنی بر گره برای شبکه‌های موردی سیارNBCRA——————— 72

  4-6-5- خوشه‌بندی دوستاره جاسازی شده مبتنی بر وزن در شبکه‌های موردی سیار همگن با …———– 75

4-7- خلاصه فصل————————————————————————– 77

فصل 5: راه‌کار پیشنهادی—————————————————————– 78

5-1- خوشه‌بندی اولیه———————————————————— 79

5-2- مفاهیم و تعاریف اولیه————————————————– 79

5-2-1-  متغیرهای مساله——————————————————————– 80

5-2-2 توابع ارزیابی————————————————————————- 82

5-3-  الگوریتم رقابت استعماری————————————————————— 84

5-3-1- کدگذاری————————————————————————– 84

5-3-2- تولد جمعیت اولیه——————————————————————- 85

5-3-3- تشکیل امپراطوری‌های اولیه————————————————— 86

5-3-4- عملگر جذب—————————————————— 87

5-3-6- عملگر انقلاب———————————————————————– 88

5-3-7-  رقابت درون امپراطوری (جابه جایی موقعیت استعمارگر و مستعمره)————————— 89

5-3-8-  رقابت استعماری——————————————————————– 89

5-3-9 سقوط امپراطوری‌های ضعیف———————————————————— 90

5-3-10-  شرط خاتمه الگوریتم رقابت استعماری————————————————- 91

5-4- خوشه‌بندی مجدد———————————————————————- 92

5-4-1- شرط خاتمه الگوریتم—————————————————————– 95

5-5-  کارنمای راه‌کار پیشنهادی————————————————————— 95

5-6- خلاصه فصل————————————————————————– 97

فصل 6: ارزیابی و نتایج عملی————————————————————- 98

6-1-  معرفی نمادگذاری‌ها——————————————————————– 99

6-2- بررسی قابلیت اطمینان—————————————————————- 100

6-3- بررسی هم گرایی———————————————————————- 105

6-4- بررسی پایداری———————————————————————– 107

6-5- ارزیابی الگوریتم پیشنهادی————————————————————- 109

6-6-  مقایسه الگوریتم پیشنهادی CICA  با سایر روش ها—————————————– 111

6-7-  خلاصه فصل———————————————————————— 114

فصل 7: نتیجه گیری——————————————————————– 115

7-1- نتیجه‌گیری————————————————————————– 116—

7-2- راه‌کارهای آتی———————————————————————— 117

مراجع———————————————————————————- 118

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                                                          شماره صفحه

شکل 3-1   شبکه بی‌سیم دارای زیرساخت]3[—————————————————- 17

شکل 3-2   شبکه بی‌سیم بدون زیرساخت]3[—————————————————- 17

شکل 3-3    تقسیم‌بندی پروتکل‌های مسیریابی در شبکه موردی سیار]8[—————————— 33

شکل 3-4 عملگر جذب در رقابت استعماری—————————————————— 47

شکل 3-5  شبه کد مربوط به رقابت استعماری—————————————————- 48

شکل 3-6 شمای کلی الگوریتم رقابت استعماری————————————————— 49

شکل 4-1   فرمت پیام ] Hello18[————————————————————- 70

شکل 5-1  نحوه کدگذاری الگوریتم پیشنهادی—————————————————- 84

شکل 5-2  نحوه تولید جمعیت اولیه در راه‌کار پیشنهادی——————————————- 85

شکل 5-3 نحوه یافتن کشورهای مستعد سرخوشگی———————————————— 86

شکل 5-4 نحوه تخصیص جواب های اولیه به استعمارگر و مستعمره———————————— 86

شکل 5-5 یافتن اختلاف عناصر برای عملگر جذب در راه‌کار پیشنهادی——————————– 87

شکل 5-6 عملگر جذب در راه‌کار پیشنهادی—————————————————— 88

شکل 5-7  عملگر انقلاب در راه‌کار پیشنهادی—————————————————– 88

شکل 5-8  رقابت بین امپراطوری‌ها در راه‌کار پیشنهادی——————————————– 90

شکل 5-9  حذف امپراطوری ضعیف در راه‌کار پیشنهادی——————————————– 91

شکل 5-10 حرکت یک گره و تغییرات توپولوژی————————————————– 94

شکل 5-11 ماتریس تفاضل برای هر سه شکل بالا————————————————- 95

شکل 5-12 فلوچارت الگوریتم پیشنهادی——————————————————– 96

شکل 6-1  موقعیت گره ها در شبکه ای با 20 گره و برد 20 متر————————————- 101

شکل 6-2  اتصالات گره ها در شبکه ای با 20 گره و برد 20 متر————————————- 101

شکل 6-3  نحوه خوشه بندی در شبکه ای با 20 گره و برد 20 متر———————————– 102

شکل 6-4  موقعیت گره ها در شبکه ای با 10 گره و برد 500 متر———————————— 102

شکل 6-5  اتصالات گره ها در شبکه ای با 10 گره و برد 500 متر———————————— 103

شکل 6-6  نحوه خوشه بندی در شبکه ای با 10 گره و برد 500 متر———————————- 103

شکل 6-7  موقعیت گره ها در شبکه ای با 50 گره و برد 600 متر———————————— 104

شکل 6-8  اتصالات گره ها در شبکه ای با 50 گره و برد 600 متر———————————– 104

شکل 6-9  نحوه خوشه بندی در شبکه ای با 50 گره و برد 600 متر——————————— 105

شکل 6-10 نمودار هم گرایی در شبکه ای با 20 گره و برد 20 متر———————————— 106

شکل 6-11 نمودار هم گرایی در شبکه ای با 10 گره و برد 500 متر———————————- 106

شکل 6-12 نمودار هم گرایی در شبکه ای با 50 گره و برد 600 متر———————————- 107

شکل 6-13 نمودار پایداری الگوریتم برای داده های ذکر شده در 20 بار اجرا————————— 108

شکل 6-14 تعداد خوشه ها در حالت های مختلف برای الگوریتم CICA——————————– 110

شکل 6-15 تغییرات خوشه ها در حالت های مختلف برای الگوریتم CICA—————————— 110

شکل 6-16 تعداد اتصالات در حالت های مختلف برای الگوریتم CICA————————————— 111

شکل 6-17 مقایسه سه الگوریتم از لحاظ تعداد خوشه ها با 50 گره———————————- 112

شکل 6-18 مقایسه سه الگوریتم از لحاظ تغییرات سرخوشه ها با 50 گره—————————— 112

شکل 6-19 مقایسه الگوریتم CICA و NBCRA از لحاظ مقدار تابع برازندگی—————————– 113

شکل 6-20 نتایج مقایسه سه الگوریتم بر اساس مقاله MobDHop———————————– 114

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                          شماره صفحه

جدول 6-1  نمادگذاری‌های مورد استفاده در شبیه‌سازی——————————————— 99

جدول 6-2  داده های ایجادشده توسط اولین اجرا و مورد استفاده برای 20 بار اجرای بعدی—————- 108

جدول 6-3 مقادیر تابع هدف برای 20 بار اجرا————————————————— 108

جدول 6-4 پارامترهای شبیه سازی———————————————————— 109