سامانه پژوهشی – ارایه‌ی یک روش مسیریابی برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم با هدف افزایش طول عمر شبکه- …

0 Comments

  • یک ایستگاه اصلی وجود دارد.
  • میزان انرژی هر گره در ابتدای قرار گرفتن در شبکه و شروع کار آن Ei است.
  • برای محاسبه‌ی میزان انرژی مصرف شده توسط هر گره‌ی حسگر، مدل انرژی رابطه‌ی(۱)، در نظر گرفته شده است]۲۷[. در این مدل، انرژی لازم ETx برای فرستادن l بیت داده به مسافت d به‌صورت رابطه‌ی (۱) می‌باشد.
  • ETx (l,d) =
    lEelec + lεfsd, d<d
    lEelec + lεmp d, d>d
    (۱)
    همچنین انرژی لازم ERx برای دریافت l بیت داده از رابطه‌ی(۲) محاسبه می‌شود:
    ERx (l) = lEelec (۲)
    در این روابطεfs و εmp انرژی تقویت کننده‌ها[۲۶] هستند و در کاربردهای مختلف متفاوتند. d فاصله‌ی معینی است که با توجه به نوع حسگر مشخص می‌شود.

    • Qi نرخ تعداد بسته‌های داده‌ای است که توسط گره i به سمت ایستگاه اصلی فرستاده می‌شود. به طور معمول روش‌هایی که در آن اطلاعات به‌دست آمده از محیط به ایستگاه اصلی گزارش داده می‌شوند به سه دسته تقسیم می‌شوند. این دسته‌ها عبارتند از :
    • زمان‌محور[۲۷]: هر گره با نرخ ثابت و مشخصی اطلاعات به‌دست آمده از محیط را گزارش می‌کند.
    • رویداد‌محور[۲۸]: گره زمانی داده‌های خود را ارسال می‌کند که توسط یک رویداد خاص تحریک شود.
    • درخواست‌محور[۲۹]: زمانی داده ارسال می‌شود که ایستگاه اصلی و یا گره‌ی دیگری درخواست اطلاعات کند.

    البته ممکن است در برخی از کاربردها ترکیبی از ‌روش‌های گزارش اطلاعات استفاده شود .در الگوریتم پیشنهادی این پژوهش هر دو روش زمان‌محور و رویداد‌محور بررسی شده‌اند.

    • ایستگاه اصلی از تعداد حسگرها و مساحت محیط آگاهی دارد. به عبارت دیگر چگالی شبکه مشخص است. البته این آگاهی می‌تواند تقریبی باشد.
    • محیط قرار گیری گره‌حسگرها به صورت دو بعدی در نظر گرفته شده است.
    این مطلب را هم بخوانید :
    منابع مقالات علمی : ارزیابی نوسانات قیمت سهام با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو- قسمت ۱۰

    شکل?. لایه‌های معماری شبکه‌های حسگر بی‌سیم

    ۳-۳ الگوریتم PSO

    در روش ارائه شده در این فصل از الگوریتم PSO[30] استفاده شده است، بنابراین قبل از ارا‌ئه‌ی جزئیات روش پیشنهادی، الگوریتم PSOبه‌طور مختصر بررسی خواهد شد. Kenedy و Eberhart ]29،۳۰[ در سال ۱۹۹۷ الگوریتم PSO را معرفی کردند. این الگوریتم اولین بار برای شبیه‌‌سازی شبکه‌های اجتماعی استفاده شد. PSO از خانواده‌ی الگوریتم‌های تکاملی محسوب می‌شود و شباهت زیادی به الگوریتم ژنتیک دارد.
    بر اساس نتایج به‌دست آمده در ]۳۲ ،۳۱[، برای مسائل پیوسته جوابهای به‌دست آمده از الگوریتم PSO نسبت به دیگر الگوریتم‌های تکاملی به مقدار بهینه نزدیکتر است واز نظر زمانی نسبت به روشهای دیگر هزینه‌ی کمتری دارد.
    الگوریتم PSO در ابتدا تعدادی از جواب‌های منتخب (و به‌طور معمول تصادفی و در یک بازه‌ی مشخص) را در نظر می‌گیرد. در این روش به هر جواب منتخب ذره[۳۱] گفته می‌شود. این ذرات با یکدیگر در ارتباط هستند و پس از ارزیابی توسط یک تابع شایستگی[۳۲] به سمت جواب بهینه حرکت می‌کنند. این روال با توجه به تعداد تکرارهای مشخص شده ادامه می‌یابد. مکان هر ذره بر اساس بردار شتاب‌‎[۳۳] به‌دست آمده از تساوی (۳) تغییر می‌کند و تساوی (۴) تابع حرکت ذرات را نشان می‌دهد. همچنین شکل‌های ۳-۱ و۳-۲ به ترتیب بیانگرنحوه‌ی حرکت ذرات و مراحل الگوریتمPSO هستند.
    (۳)
    در تساوی (۳)، w ضریب سکون[۳۴] ،c1 ضریب اعتماد محلی و c2 ضریب اعتماد سراسری را نشان می‌دهد. rand ( pi – xik)/   میزان تاثیر از بهترین ذره‌ی محلی و rand ( Pgk – xik)/   میزان تاثیر از بهترین ذره‌ در کل جمعیت است.
    Xik+1 = xik + vik+1  (۴)
    در تساوی (۴)، Xik+1 مکان بعدی ذره را نشان می‌دهد و xik بیانگر مکان فعلی ذره است.
    ورژن‌های مختلفی از الگوریتم PSO معرفی شده اند. در ورژن استاندارد w در بازه‌ی ]۰٫۴ تا ۱٫۴ [، c1 در بازه‌ی ]۱٫۵ تا ۲[ و c2 در بازه‌ی] ۲ تا ۲٫۵[ قرار دارد.
    شکل ۳-۱٫نحوه‌ی حرکت ذرات در الگوریتم PSO
    شکل۳-۲٫ مراحل الگوریتم PSO

    این مطلب را هم بخوانید :
    سایت مقالات فارسی - حل مسئله مسیریابی وسایل نقلیه چند انبار با پنجره زمانی با استفاده ...

    ۳-۴ مراحل الگوریتم پیشنهادی

    الگوریتم پیشنهاد شده در این پژوهش با توجه به معماری شبکه و اندازه‌ی آن، مراحل مختلفی دارد. برای افزایش قابلیت انعطاف الگوریتم، جهت استفاده در شبکه‌های مختلف شرایط متفاوت شبکه‌های حسگر بی‌سیم بررسی شده است. آگاهی از مکان گره‌ها، نرخ گزارش اطلاعات و میزان دسترسی ایستگاه اصلی به گره‌ها، مواردی هستند که در کاربردهای مختلف تفاوت دارند. یک الگوریتم مسیریابی قابل انعطاف باید به صورت مناسبی این تفاوتها را مدیریت کند.
    گام اولدر این مرحله برای تمام گره‌حسگرهای شبکه مسیر(های) بعدی مشخص می‌شود. به‌طوریکه هر گره بر اساس یک سیستم وزن‌دهی مشخص، هربار یکی از همسایگان خود را به عنوان گره‌حسگر بعدی انتخاب می‌کند. در برخی کاربردها ایستگاه اصلی به تمام گره‌حسگرها دسترسی دارد و به طور معمول اندازه‌ی این شبکه‌ها کوچک است، اما در شبکه‌های بزرگتر ایستگاه اصلی فقط به بخشی از حسگرها دسترسی دارد، بنابراین در فاز اول الگوریتم دو حالت در نظر گرفته شده است:

    برای دانلود متن کامل این فایل به سایت torsa.ir مراجعه نمایید.