%36تخفیف

دانلود پروژه: مسيريابي متوازن در شبكه‌هاي حسگر بيسيم

تعداد71 صفحه در فایل word

کارشناسي ارشد (M.Sc)

رشته: مهندسی کامپیوتر

گرایش: معماری سیستم‌های کامپیوتری

مسيريابي متوازن در شبكه‌هاي حسگر بيسيم

چکیده

یک شبکه حسگر بیسیم، متشکل از تعداد زیادی گره‌های کوچک است، که در یک محیط فیزیکی مشخص پراکنده شده‌اند. داده‌های جمع‌آوری شده توسط این گره‌ها به ایستگاه پایه، معروف به گره چاهک ارسال می‌گردد. نحوه جمع‌آوری داده‌ها و ارسال آنها به گره چاهک را انتشار همگرا[1] می‌گویند. یکی از مسایل مهم و چالش برانگیز در شبکه‌های حسگر بیسیم، مسئله انرژی و طول عمر گره‌ها در شبکه می‌باشد. برای افزایش طول عمر گره‌ها، روشهای متفاوتی استفاده می‌شود.روش ایجاد توازن بار در بین گره‌های شبکه یکی از این روشها است.

در این پایان‌نامه، بعد از بررسی مقوله مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم ، به بررسی روشهای مختلف  مسیریابی درختی خواهیم پرداخت. سپس با الهام از ایده مطرح شده در مرجع [1]، یک روش مسیریابی درختی جدید، موسوم به پروتکل مسیریابی درخت انتشار همگرا متوازن (BCT)[2]، ارائه می‌دهیم. پروتکل مذکور با ایجاد توازن در درخت، موجب بهبود کارایی و افزایش طول عمر شبکه می‌شود. پروتکل پیشنهادی، یک روش ساده است که بر مشکلات پروتکل‌های مسیریابی قبلی، همچون پروتکل درخت کوتاه‌ترین مسیر (SPT)[3] و پروتکل درخت انتشار همگرا تنظیم پذیر [4](ACT)، غلبه می‌کند. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی از نظر میزان درجه درخت و همچنین طول عمر شبکه نسبت به روشهای پیشین عملکرد بهتری دارد.

کلمات کلیدی –  مسیریابی درختی، انتشار همگرا، توازن بار، شبکه‌های حسگر بیسیم.

[1] – Convergecast

[2] – Balanced Convergecast Tree

[3] – Shortest Path Tree

[4] – Adjustable Convergecast Tree

فهرست مطالب

عنوان                                            صفحه

چکیده 1

فصل 1 مقدمه. 2

1-1 معرفی شبکه‌های حسگر بیسیم. 3

1-2 کاربردهای شبکه‌های حسگر بیسیم. 5

1-3 ویژگی‌های‌ طراحی.. 5

1-3-1 قابلیت اطمینان. 6

1-3-2 مقیاس پذیری.. 6

1-3-3 هزینه تولید. 7

1-3-4 محدودیت‌های سخت‌ افزاری.. 7

1-3-5 شرایط محیطی.. 7

1-3-6 رسانه انتقال. 7

1-3-7 مصرف انرژي.. 8

1-4 معماری شبکه‌های حسگر بیسیم. 8

1-5 اهداف و ساختارهای پایان‌نامه. 10

فصل 2 پروتکل‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم. 12

مقدمه. 13

2-1 چالش‌های مسیریابی و مسائل طراحی در شبکه‌های حسگر بیسیم. 13

2-1-1 آرایش گره‌ها 14

2-1-2 محدودیت انرژی.. 14

2-1-3 آستانه‌ی خطا 14

2-1-4 پویایی شبکه. 14

2-1-5  مقیاس پذیري.. 15

2-1-6 ترکیب داده‌ها 15

2-1-7 پوشش… 15

2-2 پروتکل‌های معروف مسیریابی.. 15

2-2-1 روش سیل‌‌آسا 15

2-2-2 روش شايعه پراكني.. 17

2-2-3 پروتکل SPIN.. 18

2-3 پروتکل‌های مسیریابی سلسله مراتبی.. 20

2-3-1 پروتکل LEACH.. 20

2-3-2 الگوریتم PEGASIS. 22

2-3-3 مسیریابی درختی.. 23

2-3-3-1 پروتکل مسیریابی درختی HAR.. 23

2-3-3-2 پروتکل درخت انتشار همگرای تنظیم‌پذیر (ACT) 24

2-4 پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر مکان. 25

2-5 پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر کیفیت خدمات QoS. 25

فصل 3 پروتکل درخت همگرا تنظیم پذیر (ACT) 26

مقدمه. 27

3-1 تعریف توازن در مسیریابی درختی.. 27

3-2 پروتکل درخت همگرای تنظیم‌پذیر (ACT) 29

3-3 مراحل اجرای پروتکل ACT.. 31

3-3-1 تشکیل درخت SPT.. 31

3-3-2 تنظیم درخت SPT.. 34

3-4 معایب پروتکل ACT.. 39

فصل 4 پروتکل درخت همگرای متوازن (BCT) 42

مقدمه. 43

4-1 کلیات الگوریتم BCT.. 43

4-1-1 مرحله تشکیل درخت… 43

4-1-2 مرحله توازن درخت… 44

4-2 مقایسه روش ACT و روش پیشنهادی.. 52

فصل 5 شبیه‌سازی، جمع بندی و پیشنهادها 56

5-1 نتایج شبیه‌سازی.. 57

5-1-1 مدل شبیه‌سازی.. 57

5-1-2 ارزیابی عملکرد 59

5-2 جمع‌بندی.. 65

5-3 پیشنهادها 67

مراجع: 69

Abstract 70

فهرست اشكال

عنوان                                            صفحه

شکل (1-1): معماري ارتباطي شبکه‌های حسگر بيسيم. 6

شکل (1-3): پشته پروتکلی در شبکه‌های حسگر بیسیم. 9

شکل (2-1): انفجار در پروتکل سیل‌آسا 16

شکل (2-2): همپوشانی در پروتکل سیل‌آسا 17

شکل (2-3): پروتکل شایعه پراکن.. 17

شکل (2-4): عملکرد پروتکل SPIN.. 19

شکل (2-5): عملکرد پروتکل PEGASIS. 22

شکل (3-1): درخت غیر متوازن. 27

شکل (3-2): درخت غیر متوازن. 28

شکل (3-3): ساختار پیام TREQ. 32

شکل (3-4): ساختار جدول درخت TT. 32

شکل (3-5): ساختار جدول همسایه NT. 32

شکل (3-6): ساختار پیام TAVD. 33

شکل (3-7): (الف) گراف اتصال، (ب) درخت کوتاه‌ترین مسیر اولیه. 34

شکل (3-8): ساختار پیام پاسخ درخت TREP. 35

شکل (3-9): داوطلبین سرپرستی در گره‌های درختی. 36

شکل (3-10): ساختار پیام TADJ. 37

شکل (3-12): (الف) تنظیم زیردرخت‌های ST1 و ST3، (ب) تنظیم درخت STsink. 39

شکل (3-16): (الف) درخت SPT اولیه، (ب) درخت ACT، برای گراف بدون گره n12 40

شکل (3-17): (الف) درخت SPT اولیه، (ب) درخت ACT، برای گراف همراه با گره n14 41

شکل (4-2) : ساختار پیام ANC.. 46

شکل (4-3) : ساختار پیام DISJOIN.. 46

شکل (4-4) : ساختار پیام JOIN.. 46

شکل (4-5): نحوه انفصال یک فرزند از والد خود و اتصال به والد جدید. 47

(4-6) : ساختار پیام DISACK.. 50

(4-7) : ساختار پیام ACPDISJ. 50

(4-8) : ساختار پیام JOINACK.. 50

(4-9) : ساختار پیام ACPJOIN.. 50

(4-10) : ساختار پیام JOINADV.. 50

شکل (4-11) : (الف) درخت کوتاه‌ترین مسیر (SPT) اولیه، (ب) درخت تنظیم شده (ACT)، (ج) درخت تنظیم شده توسط الگوریتم پیشنهادی (BCT) 53

شکل (4-12) : (الف) درخت کوتاه‌ترین مسیر (SPT) اولیه، (ب) درخت تنظیم شده (ACT)، (ج) درخت تنظیم شده توسط الگوریتم پیشنهادی (BCT) 54

شکل (4-13) : (الف) درخت کوتاه‌ترین مسیر (SPT) اولیه، (ب) درخت تنظیم شده (ACT)،  (ج) درخت تنظیم شده توسط الگوریتم پیشنهادی (BCT) 55

شکل (5-1): میانگین درجه درخت بر حسب تعداد گره‌ها 59

شکل (5-2): نمودار طول عمر بر اساس درجه اعتبار 75%. 60

شکل (5-3): نمودار طول عمر بر اساس درجه اعتبار 25%. 61

شکل (5-4): نمودار طول عمر بر اساس معیار FND.. 61

شکل (5-5): نمودار طول عمر برای گره‌های غیر برگی، بر اساس معیار LND.. 62

شکل (5-6): (الف) توزیع یکنواخت گره‌ها، (ب) درخت SPT، (ج) درخت متوازن ACT،  (د) درخت متوازن BCT. 63

شکل (5-7): درجه درخت، زمانی که گره چاهک در موقعیت (0 , 0) قرار دارد. 63

شکل (5-8): نمودار طول عمر بر اساس معیار 75%. 64

شکل (5-9): نمودار طول عمر بر اساس معیار 25%. 64

شکل (5-10): نمودار طول عمر بر اساس معیار FND.. 64

شکل (5-11): نمودار طول عمر برای گره‌های غیر برگی بر اساس معیار LND.. 65

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                            صفحه

جدول (3-1): نمادهای پروتکل ACT. 29

الگوریتم (3-1): نحوه انتخاب داوطلبین سرپرستی. 36

الگوریتم (3-2): تنظیم درخت کوتاهترین مسیر. 37

جدول (5-1) : پارامترهای شبیه‌سازی.. 58

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo