بهبود عملکرد ازدحام شبکه های حسگر بیسیم مبتنی بر روش جستجوی گرانشی

توضیحات

بهبود عملکرد ازدحام شبکه های حسگر بیسیم مبتنی بر روش جستجوی گرانشی
فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
Contents
چکیده 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- مقدمه. 2
1-2- بیان مسأله. 3
3-1-ضرورت انجام تحقیق. 8
1-4-جنبه جديد بودن و نوآوري در تحقيق. 8
1-5- اهداف مشخص تحقیق. 8
6-1-فرضیات تحقیق. 9
7-1-روش انجام تحقیق. 9
8-1-روند انجام تحقیق. 9
فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه پژوهش
1-2- مقدمه. 10
2-2 پیشینه تحقیق. 11
1-2-2-تاريخچه شبكه‏هاي حسگر بی سیم. 11
2-3 انواع شبکه های حسگر بی سیم: 13
4-2-مزيت‏ها و کاربردهاي شبکه‏هاي حسگر بي‏سيم. 16
1-4-2-مزیت ها 16
2-4-2-کاربردها 18
1-2-4-2-ميدان‏هاي جنگي.. 19
2-2-4-2-شناسايي محيط‏هاي آلوده 19
3-2-4-2-نظارت بر محيط زيست.. 19
4-2-4-2-بررسي و تحليل وضعيت بناهاي ساختماني.. 20
5-2-4-2-در جاده‏ها و بزرگراه‏هاي هوشمند. 20
6-2-4-2-کاربردهاي مختلف در زمينه پزشکي.. 20
2-5-چالش های مطرح در زمینه شبکه های حسگر بی سیم. 21
2-6-الزامات امنیتی شبکه های حسگر بی سیم. 21
2-7-پشته پروتکل شبکه های حسگر. 21
2-8-انواع حسگرها 22
2-9- ساختار هر گره حسگر. 22
2-10-اجزاء درونی یک گره حسگر. 22
2-11-محدودیت های سخت افزاری یک گره حسگر. 23
2-12-ذره میکا 24
2-13-معماري ارتباطات شبکه‏هاي حسگر بي‏سيم. 25
2-14-پشته پروتکلي.. 26
2-15-مسائل مطرح در طراحی شبکه های حسگر. 27
1-15-2-تنگناهاي سخت‏افزاري.. 27
2-15-2-تحمل‏پذيري خطا و قابليت اطمينان. 28
3-15-2-توپولوژي.. 28
3-15-2-مقياس‏پذيري.. 28
4-15-2-شرايط محيطي.. 29
5-15-2-رسانه ارتباطي.. 29
6-15-2-افزايش طول‏عمر شبكه. 29
7-15-2-امنيت و مداخلات.. 30
8-15-2-عوامل پيش بيني نشده 30
16-2-مکانیزمهای شناسایی ازدحام. 31
17-2-شناسایی ازدحام. 35
18-2-اطلاع رسانی ازدحام. 35
19-2-کاهش ازدحام. 36
20-2-پارامترهای ارزیابی الگوریتمهای کنترل ازدحام. 37
21-2-پروتکلهای کنترل منابع. 38
1-22-2-پروتکل کنترل ازدحام TARA. 39
2-22-2-الگوریتم کنترل ازدحام Folck-CC. 39
3-22-2-الگوریتم کنترل TALONet 40
23-2-پروتکل های کنترل ترافیک... 40
1-23-2-الگوریتم کنترل ازدحام ECODA. 40
2-23-2-الگوریتم کنترل ازدحام CADA. 41
3-23-2-الگوریتم کنترل ازدحام LACAS. 41
فصل سوم: الگوریتم پیشنهادی
1-3- الگوریتم مسیریابی.. 42
1-1-3-تعیین مختصات اولیه گره ها 43
2-1-3-ناحیه بندی محیط تحت بررسی.. 46
3-1-3-قطاع بندی.. 48
4-1-3-خوشه بندی.. 52
3-2-الگوریتم کنترل ازدحام. 55
فصل چهارم: شبیه سازی و نتایج شبیه سازی
4-1-مقدمه. 57
4-2-شرایط شبیه سازی.. 57
4-3-نتایج شبیه سازی.. 58
1-3-4-مرگ اولین و آخرین گره 59
2-3-4-انرژی مصرفی.. 59
3-3-4-نرخ تحویل. 62
4-3-4-تأخیر. 64
5-3-4-سربار. 67
6-3-4-نرخ گذردهی(بازدهی) 70
4-4-نتیجه گیری.. 72
فصل پنجم: نتیجه گیری
1-5-مقدمه. 73
2-5-اجتناب از ازدحام. 74
3-5-کنترل ازدحام. 75
منابع و مراجع..........................................................................................................................................76
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول ( 4-1 ) شرایط شبیه سازی.. 58
جدول (4-2) زمان مرگ اولین گره 59
جدول (4-3) زمان مرگ آخرین گره………………………………………………………………………….. 59
فهرست اشکال و تصاویر
عنوان شماره صفحه
شکل (1-1) فلوچارت جستجوی گرانشی.. 5
شکل(1-2) معماری الگوریتم پیشنهادی.. 6
شکل (1-3) فلوچارت روش پیشنهادی.. 7
(شکل2-1) رخداد‏نگاري شبکه‏هاي حسگر(کیم، 2015) 12
(شکل 2-2) اجزاء دروني يک گره حسگر(میزتال، 1996) 23
(شکل 2-3) نمونه‏هاي ذره ميکا. 24
(شکل 2-4) معماري ارتباطات شبکه‏هاي حسگر بي‏سيم. 25
(شکل 2-5) پشته پروتکلي لايه-متقاطع در شبکه‏هاي حسگر بي‏سيم(زاک، 2001) 27
شکل(2-6) نقطه بحرانی در حوالی گره مبداء. 32
شکل (2-7) نقطه بحرانی در حوالی گره چاهک... 33
شکل (2-8) نقطه بحرانی در محل تقاطع. 34
شکل(3-1) نمایی از تعین مختصات اولیه گره در شبکه. 45
شکل (3-2) ساختار پیام تعیین مختصات اولیه. 46
شکل (3-3) ناحیه بندی محیط توسط گره چاهک اصلی.. 47
شکل(3-4)محل قرار گیری گره در ناحیه چهارم در فاصله 32متر از چاهک اصلی.. 47
شکل (3-5) مثالی از روند ناحیه بندی با شعاع 10 متر برای هرناحیه. 48
شکل(3-6) ساختار پیام قطاع بندی.. 50
شکل (3-7) قطاع بندی هر ناحیه توسط گره چاهک... 51
شکل(3-8)تعیین قطعه گره مورد نظروشماره کمان ها(زاویه قطعه بندی درجه است) 51
شکل(3-9)زاویه برداری.. 52
شکل(3-10)خط قطع کننده وسط خوشه. 53
شکل (3-11) ساختار پیام داده از گره ها به سر خوشه. 55
شکل(3-12) ساختار پیام داده از سرخوشه به چاهک... 55
شکل ( 4-1 ) انرژی مصرفی 25 گره 60
شکل ( 4-2 ) انرژی مصرفی 50 گره 61
شکل ( 4-3 ) انرژی مصرفی 100 گره 61
شکل ( 4-4 ) انرژی مصرفی 200 گره 62
شکل (4-9 ) نرخ تحویل 25 گره 63
شکل (4-10 ) نرخ تحویل 50 گره 63
شکل (4-11 ) نرخ تحویل 100 گره 64
شکل (4-12 ) نرخ تحویل 200 گره 64
شکل ( 4-13 ) تآخیر 25 گره 65
شکل ( 4-14 ) تآخیر 50 گره 66
شکل ( 4-15 ) تآخیر 100 گره 66
شکل ( 4-16 ) تآخیر 200 گره 67
شکل(4-17) سربار مسیریابی 25 گره 68
شکل(4-18) سربار مسیریابی 50 گره 68
شکل(4-19) سربار مسیریابی 100 گره 69
شکل(4-20) سربار مسیریابی 200 گره 69
شکل (5-21) نرخ گذردهی 25 گره 70
شکل (5-22) نرخ گذردهی 50 گره 71
شکل (5-23) نرخ گذردهی 100 گره 71
شکل (5-24) نرخ گذردهی 200 گره 72
چکیده
نیاز به برقراری ارتباط در جوامع امری حیاتی است و یکی از فاکتورهای مهم قابلیت اطمینان به شبکه، کنترل ازدحام است. بنابراین نیاز به الگوریتم‌های کنترل ازدحام در شبکه‌ها ضروري است. بررسي یک مکانیزم کنترل ازدحام برای شبکه‌های حسگر که از ساختار سلسله‌ مراتبی پشتیبانی می‌کند مورد اهميت قرار گرفت. این مکانیزم باید بتواند نقش مفیدی با وجود منابع محدود ایفا کند.در این پایان‌نامه به بررسی روش‌های کنترل ازدحام در شبکه‌های حسگر پرداخته شده و همچنین سعی شده است که یک مکانیزم کم هزینه و مؤثر ارائه شود.پروتکل و مکانیزم پیشنهادی با استفاده از نرم افزار شبیه ساز 2SN شبیه سازی شده و رفتار پروتکل بر اساس نتایج شبیه سازی ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.نتایج ارزیابی، عملکرد مطلوب پروتکل و مکانیزم پیشتهادی در کاهش و کنترل ازدحام را نشان میدهد.