دانلود فایل ورد word پروژه بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره در شبکه های حسگر بی سیم

تعداد صفحات : 133- قابل ویرایش با نرم افزار ورد

امروزه بحث سیستم­های کنترل و نظارت از راه دور یکی از مباحث پر چالش در زمینه علوم الکترونیک و کامپیوتر می‌باشد. لذا تحقیقات در هر زمانی به دنبال راه­حلی می­باشد تا به شرایط خاص و انتظارات مدنظر ما پاسخ دهد؛ در شرایط و کیفیت کاری یکسان هر چه نسبت هزینه به کارائی پایین‌تر باشد، همان قدرمحبوبیت آن شیوه بالاتر خواهد رفت.

برای آگاهی از تغییرات محیط اطراف و یا وضعیت هر مجموعه نیازمند به یکسری تجهیزات هست، که به عنوان حسگر[1] شناخته می­شوند و تغییرات مدنظر (تغییرات فیزیکی یا شیمیائی) را در قالب یک پاسخ، به منظور اندازه‌گیری میزان تغییرات و یا وجود آن، بررسی می­نمایند. پس از جمع‌آوری اطلاعات مورد نیاز می‌توان سایر عملیات را بر اساس پاسخ ارائه شده انجام داد [1]و [2].

پیشرفت‌های اخیر در زمینه الکترونیک و مخابرات بی‌سیم باعث شدهاست، بتوانیم گره‌های حسگر چندکاره، با توان مصرفی پایین و هزینه کم داشته باشیم. این حسگرها از نظر اندازه بسیار کوچک هستند و برای مسافت‌هاکوتاه می‌توانند با هم ارتباط برقرار کنند. این گره‌های حسگر کوچک طبق نظریه شبکه­های حسگر، دارای تجهیزات حس کردن، پردازش داده‌ها و مخابره آن‏ها می‌باشند. تفاوت اصلی شبکه‌های حسگر بی­سیم[2] با سایر شبکه‌ها در ماهیت داده-محورو همچنین منابع انرژی و پردازشی بسیار محدود در آن‌ها است. این تفاوت­ها موجب شده تا روش‌های مطرح شده جهت انتقال داده‌ها در سایر شبکه‌ها و حتی شبکه‌هایی که تا حد زیادی ساختاری مشابه شبکه‌های حسگر دارند (مانند شبکه‌های موردی سیار[3] )، در این شبکه‌ها قابل استفاده نباشند. روند توسعه این شبکه‌ها در حدی است که مطمئناً این شبکه‌ها در آینده نزدیک، نقش مهمی را در زندگی روزمره‌ ما ایفا خواهند کرد.

تکنیک‌ها و شیوه‌های مورد استفاده در چنین شبکه­های وابستگی شدیدی به ماهیت کاربرد شبکه دارد. ساختار توپولوژی شبکه، شرایط جوی و محیطی، محدودیت‌ها و ... عوامل موثری در پارامترهای کارایی و هزینه شبکه می‌باشند؛ لذا امروزه در سرتاسر دانشگاه­های معتبر و مراکز تحقیقاتی کامپیوتری، الکترونیکی و به خصوص مخابراتی، شبکه­های حسگر بی­سیم، یک زمینه تحقیقاتی بسیار جذاب و پرطرفدار محسوب می‌شود. تحقیقات و پیشنهادات زیادی در مباحث مختلف ارائه شده است و همچنان حجم تحقیقات در این زمینه سیر صعودی دارد.

هدف اصلی تمامی این تلاش­ها و ارائه راهکارها، داشتن سیستمی با شیوه­های کنترلی ساده، آسان و با هزینه پایین می‌باشد. همچنین با پاسخگویی به نیازمندی­های ما بتواند در مقابل محدودیت­ها (پهنای باند، انرژی، دخالت‌های محیطی، فیدینگ و ... ) ایستادگی کند و شرایط کلی را طبق خواسته‌ها و تمایلات ما (انتقال حجم زیاد اطلاعات پر محتوا، بقاء پذیری و طول عمر بالا، هزینه پایین و...) را فراهم سازد؛ لذا محققین جنبه­های مختلف را تحلیل و بررسی می­نمایند و سعی می‌کنند ایده­های بهینه و کارا را استخراج کنند. این ایده­ها می­توانند از محیط وحش اطرافمان الهام گرفته شده باشد و با استفاده از قوانین ریاضی و نظریات تئوری و آماری می‌توان آن‏ها را تحلیل نمود.

در سال­های اخیر، رشد بسیاری را در زمینه شبکه­های حسگر بی­سیم [4] شاهد بوده­ایم. شبکه­های حسگر شامل تعداد زیادی از گره­های[4] حسگر بسیار کوچک می­باشند که برای جمع­آوری و پردازش اطلاعات محیطی، مورد استفاده قرار می­گیرند. بر خلاف شبکه­های موردی که شاید در نگاه اول بسیار شبیه به شبکه­های حسگر به نظر بیایند، گره­ها در شبکه­های حسگر، معمولاً فاقد آدرس­های منحصر به فرد می­باشند و آنچه بیشتر در این شبکه­ها حائز اهمیت است، اطلاعات جمع­آوری شده توسط حسگر­های شبکه است. همچنین به دلیل عدم دسترسی به گره­ها پس از فرآیند پراکندن آن‏ها در محیط، گره­های شبکه پس از مصرف انرژی موجود، عملاً بدون استفاده شده و خواهند مرد. بنابراین مسئله انرژی و بهینه­سازی مصرف آن، یکی از چالش­های مطرح در این شبکه­هاست و کارهای زیادی هم در سال­های اخیر در این مورد صورت گرفته است.

فهرست

فصل 1 مقدمه‌ای بر شبکه‌های حسگر بی‌سیم

1-1مقدمه

1-2کاربردها و مزایای استفاده از شبکه‌های حسگر

1-3محدودیت‌های سخت افزاری یک گره حسگر

1-4معماری شبکه‌های حسگر

1-5معماری ارتباطی درشبکه‌های حسگر

1-6اجزای سخت افزاری

1-6-1کنترلر یا واحد پردازنده مرکزی (CPU)

1-6-2فرستنده گیرنده رادیویی

1-6-3حافظه جانبی

1-6-4انواع حسگر‌ها

1-6-5منبع تغذیه

1-6-6باطری‌ها و سلول‌های خورشیدی

1-7اجزای نرم افزاری

1-7-1سیستم عامل Tiny OS

1-8خلاصه

فصل 2 تعریف مسئله

2-1دسترس پذیری

2-2دلایل وجود خطا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم

2-3دلایل نیاز به یک پروتکل با قابلیت تحمل پذیری خطا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم نسبت به شبکه‌های دیگر

2-4طبقه‌بندی تکنیک‌های قابلیت تحمل پذیری خطا

2-5مسیریابی چند مسیره

2-5-1مسیرهای مستقل

2-5-2مسیرهای شبه متمایز

2-6قابلیت اطمینان

2-7نتیجه‌گیری و هدف کلی

فصل 3 مروری بر کارهای مرتبط و پروتکل‌های مسیریابی

3-1روش انتشار هدایت شده

3-1-1دسته خصوصیت‌ها

3-1-2روش انتشار جذب یک مرحله‌ای

3-2کاربرد کدینگ در مسیریابی چند مسیره برای افزایش تحمل پذیری خطا

3-2-1Erasure coding

3-3چالش‌های مختلف در مسیریابی چند مسیره برای افزایش قابلیت اطمینان

3-3-1چالش بین سربار ترافیک و مسیریابی چند مسیره

3-3-2چالش‌های بین مصرف انرژی و قابلیت اطمینان

3-3-3محاسبه قابلیت اطمینان در شبکه‌های حسگر بی‌سیم

فصل 4 پروتکل پیشنهادی LOMDD

4-1مقدمه

4-2نحوه عملکرد پروتکل پیشنهادیLOMDD

4-2-1فاز اول : انتشار علاقه‌مندی‌ها

4-2-2فاز دوم : انتشار بسته‌های اکتشافی

4-2-3فاز سوم : ارسال داده‌های تقویتی

4-2-4فاز چهارم: ارسال داده‌ها و تعویض مسیرها

4-3نحوه پیاده سازی و ارزیابی

4-3-1بستر پیاده سازی

4-3-2سناریوهای شبیه سازی

4-4بررسی نتایج شبیه سازی

4-4-1سربار بسته‌های اکتشافی

4-4-2میانگین تعداد بسته‌های دریافتی در هر لحظه توسط چاهک

4-4-3قابلیت اطمینان

4-4-4سربار بسته‌های غیر داده

4-5خلاصه

فصل 5 پیشنهاد یک راهکار برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرام تصمیم‌گیری دودویی مرتب شده

5-1مقدمه

5-2دیاگرام تصمیم گیری دودویی مرتب شده

5-2-1درخت تصمیم گیری دودویی

5-2-2نمودار تصمیم‌گیری دودویی

5-2-3نمودار تصمیم گیری دودویی مرتب شده (OBDD)

5-3تحلیل و تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از یک راهکار پیشنهاد شده مبتنی بر OBDD

5-3-1قابلیت اطمینان

5-3-2نمادهای استفاده شده در راهکار پیشنهاد شده

5-3-3نحوه عملکرد راهکار پیشنهاد شده

5-4خلاصه

فصل 6 پیشنهاد یک پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان

6-1مقدمه

6-2پروتکل چند مسیره تطبیقی پیشنهادی برای اقناع قابلیت اطمینان

6-2-1تنظیمات اولیه

6-2-2تعاریف

6-2-3نحوه تصمیم گیری چاهک

6-2-4.. نحوه انتخاب مسیر هنگام افزایش یا کاهش مسیرها

6-3نحوه پیاده سازی و ارزیابی

6-3-1سناریوهای شبیه سازی

6-3-2مدل خطا

6-3-3مقایسه

6-3-4محاسبه قابلیت اطمینان

6-3-5محاسبهمیانگین تعداد مسیرهای استفاده شده

6-3-6محاسبه سربار

6-3-7محاسبه انرژی مصرف شده

6-4نتایج شبیه سازی

6-4-1قابلیت اطمینان

6-4-2تعداد میانگین مسیرها

6-4-3سربار شبکه

6-4-4انرژی مصرف شده

6-5خلاصه

فصل 7 جمع بندی و نتیجه‌گیری

7-1پروتکل چند مسیره LOMDD

7-2راهکاری برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرام تصمیم‌گیری دودوییمرتب شده

7-3.. پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان

7-4کارهای آتی

7-4-1گسترش LOMDDبرای توزیع بار در میان مسیرهای موجود

7-4-2گسترش LOMDDبرای توزیع بار در میان مسیرهای موجود با استفاده از کدینگ

7-4-3بهینه سازی مسئله اقناع قابلیت اطمینان

فهرست منابع و مآخذ

ضمیمه

تعداد صفحات : 133- قابل ویرایش با نرم افزار ورد