فایل بررسی، شبیه­ سازی و بهبود الگوریتم­های کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیم

توضیحات

فایل بررسی، شبیه­ سازی و بهبود الگوریتم­های کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیم
عنوان : بررسی، شبیه سازی و بهبود الگوریتم­های کاهش مصرف انرژی در شبکه­ های حسگر بی­سیم
تعداد صفحات :96
چکیده امروزه با توجه به مزایای شبکه­های حسگر بی­سیم که همانا پیاده­­سازی ساده و ارزان، مصرف توان پایین و مقیاس­پذیری بالای آنها است، در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار گرفته­اند. طراحی شبکه­های پایدار حسگر بی­سیم یک مسئله بسیار چالش برانگیز است. انتظار می­رود حسگرها با انرژی محدود به صورت خودکار برای مدت طولانی کار کنند. این در حالی است که جایگزینی باتری­های از کار افتاده ممکن است با هزینه­های سنگین یا حتی در محیط­های سخت غیر ممکن باشد. از سوی دیگر، بر خلاف شبکه­های دیگر، شبکه­های حسگر بی­سیم برای کاربردهای خاص مقیاس کوچک مانند سیستم­های نظارت پزشکی و مقیاس بزرگ مانند نظارت بر محیط­زیست طراحی می­شوند. در این زمینه، انبوهی از کار تحقیقاتی به منظور پیشنهاد طیف گسترده­ای از راه­حل­ها برای مشکل صرفه جویی در انرژی انجام شده است. در این پایان نامه یک الگوریتم مسیریابی برای تولید بهترین مسیر مابین گره­های حسگر و گره جمع­کننده محلی و با هدف دستیابی به توزیع ترافیک مناسب و درنتیجه ایجاد تعادل در مصرف انرژی گره­های میانی طراحی شده است. ایجاد چنین تعادلی به افزایش طول عمر شبکه کمک می­کند و بهبود الگوی مصرف انرژی در شبکه­های حسگر بی­سیم با منابع انرژی محدود را به دنبال خواهد داشت. از سوی دیگر با استفاده از امکان تغییر رنج گره­ها، سعی می­شود تا امکان توزیع بار در نقاط کم تراکم شبکه نیز افزایش یابد. نتایج حاصل از شبیه­سازی­ها نشانگر بهبود 20 درصدی در طول عمر شبکه با استفاده از الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با برخی از الگوریتم­های مسیریابی حساس به انرژی پیشنهادی در سال­های اخیر می­باشد.
1 ‌ فصل اول مقدمه
1‌.1‌ مکانیزم­ های ذخیره ­سازی انرژی در شبکه­ های حسگر بی­سیم
1‌.1‌.1‌ بهینه­ سازی رادیو
1‌.1‌.2‌ کاهش حجم اطلاعات
1‌.1‌.3‌ طرح خواب و بیدار
1‌.1‌.4‌ مسیریابی با کارایی انرژی
1‌.1‌.5‌ راه­حل شارژ
1‌.2‌ ویژگی­های شبکه­ های حسگر بی­سیم از منظر مسیریابی
1‌.3‌ الزامات طراحی الگوریتم ­های مسیریابی در شبکه ­های حسگر
1‌.4‌ بررسی کاستی­های الگوریتم­های مسیریابی موجود
1‌.5‌ دستاوردها و نوآوری­های این پایان نامه
2 فصل دوم مروری بر کارهای پیشین
2‌.1‌ الگوریتم­های مسیریابی نامبتنی بر ساختار
2‌.1‌.1‌ الگوریتم­های جغرافیایی
2‌.1‌.2‌ الگوریتم­های مبتنی بر هوش مصنوعی و تئوری مورچگان
2‌.1‌.3‌ الگوریتم­های خوشه­بندی
2‌.2‌ الگوریتم­های مبتنی بر ساختار
2‌.2‌.1‌ الگوریتم RPL
2‌.2‌.1‌.1‌ گراف مسیریابی جهت دار مبتنی بر مقصد (DODAG)
2‌.2‌.1‌.2‌ شناسه­ های پروتکل
2‌.2‌.1‌.3‌ تشکیل مسیر در گراف
2‌.2‌.1‌.4‌ معیارهای وزن دهی مسیر در پروتکل RPL
2‌.2‌.2‌ الگوریتم LB_RPL
2‌.2‌.3‌ الگوریتم UDCB
2‌.2‌.4‌ الگوریتم UDDR
2‌.2‌.4‌.1‌ فاز انتخاب والد
2‌.2‌.4‌.2‌ حرکت خودخواهانه
2‌.2‌.4‌.3‌ بازی مشترک
2‌.2‌.4‌.4‌ فاز اتصال
3 فصل سوم مدل شبکه مورد بررسی و تعریف مسأله مسیریابی بهینه
3‌.1‌ همبندی شبکه.
3‌.2‌ چگالی گره­ها
3‌.3‌ مدل لینک مخابراتی بی­سیم
3‌.4‌ مکانیزم دسترسی به کانال مخابراتی
3‌.5‌ تعریف مسأله توزیع ترافیک بهینه
4 فصل چهارم الگوریتم مسیریابی درختی با هدف مصرف انرژی متوازن
4‌.1‌ فاز ایجاد درخت
4‌.2‌ بررسی اثر افزایش رنج مخابراتی
4‌.3‌ نحوه انتخاب والد ترجیحی
4‌.4‌ تحلیل پیچیدگی الگوریتمPBLD
5 فصل پنجم چارچوب شبیه سازی و مقایسه نتایج عملکرد
5‌.1‌ محیط شبیه­ سازی
5‌.2‌ پارامترهای شبیه­ سازی
5‌.3‌ سناریوهای شبیه­ سازی
5‌.4‌ نتایج شبیه­ سازی
5‌.4‌.1‌ عملکرد الگوریتم PBTR با توجه به تعداد گره­ها
5‌.4‌.2‌ عملکرد الگوریتم PBTR با توجه به تعداد گره­های تولید کننده ترافیک
5‌.4‌.3‌ عملکرد الگوریتم PBTR با توجه به نرخ تولید ترافیک متغییر
6 فصل ششم جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
منابع و مراجع