👈فول فایل فور یو ff4u.ir 👉

بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره در شبکه های حسگر بی سیم WORD

ارتباط با ما

دانلود


بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره  در شبکه های حسگر بی سیم WORD
چکیده
اقناع قابلیت اطمینان مورد انتظار، یکی از چالش­های مهم در شبکه­های حسگر بی­سیم است.یکی از راهکارها برای افزایش قابلیت اطمینان استفاده از پروتکل­های مسیریابی چند مسیره است که در آنها بسته­های داده از چندین مسیر به سمت مقصد هدایت می­شوند. از یک طرف استفاده از تعداد زیادی مسیر، ممکن است سربار زیادی به شبکه تحمیل نماید.از طرف دیگر استفاده از مسیرهای کمتر ممکن است قابلیت اطمینان مورد انتظار شبکه را برآورده نکند؛ لذا وجود یک پروتکل تطبیقی که بتواند تعداد مسیرهای مناسب را به منظور اقناع قابلیت اطمینان مطلوب برقرار نماید، ضروری است. در این پایان­نامه ابتدا یک پروتکل چند مسیره مبتنی بر DDبه نام LOMDDپیشنهاد و پیاده­سازی می­شود. در پروتکل چند مسیره پیشنهادی از یک مسیر به عنوان مسیر اصلی و از سایر مسیرها به عنوان جایگزین استفاده می­شود. در ادامه یک راهکار برای تخمین قابلیت اطمینان مبتنی بر OBDDدر شبکه­های حسگر بی­سیم پیشنهاد و پیاده­سازی می­شود. راهکار پیشنهاد شده با دقت مناسبی قابلیت اطمینان کل شبکه را بر حسب قابلیت اطمینان لینک­های شبکه محاسبه می­کند. در پایان یک پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان به نام AMPRSپیشنهاد و پیاده­سازی می­شود. پروتکل پیشنهادی بسته به شرایط شبکه (احتمال موفقیت لینک­ها، انرژی گره­ها، قابلیت اطمینان مسیرها و دیگر پارامترها) مسیرها را به نحوی تعیین می­نماید، که کمترین میزان مسیرها را استفاده کرده و قابلیت اطمینان مورد نظر را اقناع می­نماید. پروتکل پیشنهادی سربار شبکه را حداقل می‌کند و میزان انرژی مصرف شده را کاهش می‌دهد. نتایج شبیه­سازی حاکی از تطبیق پذیری بالای AMPRSبا شرایط شبکه می­باشد.
کلمات کلیدی : شبکه­های حسگر بی­سیم، قابلیت اطمینان، چند مسیره، دسترس پذیری
 فهرست
فصل 1 مقدمه‌ای بر شبکه‌های حسگر بی‌سیم1
1-1............................................. مقدمه2
1-2............ کاربردهاومزاياياستفادهازشبکه‌هایحسگر3
1-3.................... محدودیت‌هایسختافزارييکگرهحسگر5
1-4................................ معماريشبکه‌هایحسگر6
1-5...................... معماريارتباطيدرشبکه‌هایحسگر6
1-6................................... اجزايسختافزاري7
1-6-1........... کنترلر یا واحد پردازنده مرکزي (CPU):8
1-6-2........................ فرستنده گیرنده-رادیویی9
1-6-3................................... حافظه جانبي9
1-6-4.................................. انواع حسگر‌ها10
1-6-5.................................... منبع تغذيه10
1-6-6..................... باطري‌ها و سلول‌های خورشيدي11
1-7................................... اجزاينرمافزاري11
1-7-1............................... سيستمعامل Tiny OS11
1-8.............................................. خلاصه12
فصل 2 تعریف مسئله13
2-1....................................... دسترس پذیری14
2-2................ دلایل وجود خطا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم14
2-3........ دلایل نیاز به یک پروتکل با قابلیت تحمل پذیری خطا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم نسبت به شبکه‌های دیگر15
2-4............ طبقه‌بندی تکنیک‌های قابلیت تحمل پذیری خطا15
2-5................................ مسیریابی چند مسیره17
2-5-1................................. مسیرهای مستقل18
2-5-2............................ مسیرهای شبه متمایز19
2-6.................................... قابلیت اطمینان19
2-7............................... نتیجه‌گیری و هدف کلی20
فصل 3 مروری بر کارهای مرتبط و پروتکل‌های مسیریابی21
3-1.............................. روش انتشار هدايت شده22
3-1-1................................. دسته خصوصیت‌ها24
3-1-2..................... روش انتشار جذب يک مرحله‌ای25
3-2کاربرد کدینگ در مسیریابی چند مسیره برای افزایش تحمل پذیری خطا26
3-2-1...................................... Erasure coding26
3-3چالش‌های مختلف در مسیریابی چند مسیره برای افزایش قابلیت اطمینان29
3-3-1.... چالش بین سربار ترافیک و مسیریابی چند مسیره29
3-3-2....... چالش‌های بین مصرف انرژی و قابلیت اطمینان31
3-3-3... محاسبه قابلیت اطمینان در شبکه‌های حسگر بی‌سیم35
فصل 4 پروتکل پیشنهادی LOMDD38
4-1............................................. مقدمه39
4-2................. نحوه عملکرد پروتکلپیشنهادیLOMDD40
4-2-1................... فاز اول : انتشار علاقه‌مندی‌ها40
4-2-2.............. فاز دوم : انتشار بسته‌های اکتشافی42
4-2-3................ فاز سوم : ارسال داده‌های تقویتی47
4-2-4........ فاز چهارم: ارسال داده‌ها و تعویض مسیرها49
4-3......................... نحوه پیاده سازی و ارزیابی54
4-3-1............................... بستر پیاده سازی54
4-3-2........................... سناریوهای شبیه سازی55
4-4............................. بررسی نتایج شبیه سازی55
4-4-1......................... سربار بسته‌های اکتشافی55
4-4-2میانگین تعداد بسته‌های دریافتی در هر لحظه توسط چاهک56
4-4-3................................ قابلیت اطمینان56
4-4-4........................ سربار بسته‌های غیر داده57
4-5.............................................. خلاصه58
فصل 5 پیشنهاد یک راهکار برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرام تصمیم‌گیری دودویی مرتب شده60
5-1............................................. مقدمه61
5-2................. دیاگرام تصمیم گیری دودویی مرتب شده62
5-2-1........................ درخت تصمیم گیری دودویی64
5-2-2....................... نمودار تصمیم‌گیری دودویی66
5-2-3...... نمودار تصمیم گیری دودویی مرتب شده (OBDD)68
5-3تحلیل و تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از یک راهکار پیشنهاد شده مبتنی بر OBDD69
5-3-1................................ قابلیت اطمینان69
5-3-2..... نمادهای استفاده شده در راهکار پیشنهاد شده70
5-3-3................ نحوه عملکرد راهکار پیشنهاد شده71
5-4.............................................. خلاصه80
فصل 6 پیشنهاد یک پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان82
6-1............................................. مقدمه83
6-2پروتکل چند مسیره تطبیقی پیشنهادی برای اقناع قابلیت اطمینان85
6-2-1................................. تنظیمات اولیه86
6-2-2........................................ تعاریف87
6-2-3.......................... نحوه تصمیم گیری چاهک88
6-2-4.. نحوه انتخاب مسیر هنگام افزایش یا کاهش مسیرها91
6-3......................... نحوه پیاده سازی و ارزیابی91
6-3-1........................... سناریوهای شبیه سازی92
6-3-2....................................... مدل خطا92
6-3-3........................................ مقایسه94
6-3-4......................... محاسبه قابلیت اطمینان95
6-3-5....... محاسبهمیانگین تعداد مسیرهای استفاده شده95
6-3-6.................................. محاسبه سربار96
6-3-7......................... محاسبه انرژی مصرف شده96
6-4................................... نتایج شبیه سازی97
6-4-1................................ قابلیت اطمینان97
6-4-2.......................... تعداد میانگین مسیرها101
6-4-3.................................... سربار شبکه101
6-4-4................................ انرژی مصرف شده102
6-5.............................................. خلاصه106
فصل 7 جمع بندی و نتیجه‌گیری107
7-1............................ پروتکل چند مسیره LOMDD108
7-2راهکاری برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرام تصمیم‌گیری دودوییمرتب شده109
7-3.. پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان110
7-4........................................ کارهای آتی111
7-4-1گسترش LOMDDبرای توزیع بار در میان مسیرهای موجود111
7-4-2گسترش LOMDDبرای توزیع بار در میان مسیرهای موجود با استفاده از کدینگ111
7-4-3......... بهینه سازی مسئله اقناع قابلیت اطمینان111
فهرست منابع و مآخذ112
ضمیمه­ها115
 علائم اختصاری
Wireless Sensor Networks
Low Overhead Multipath Directed Diffusion
Directed Diffusion
Binary Decision Diagram
Order Binary Decision Diagram
Route request
Route reply
Exploratory Data
Two-phase-pull
Geographic Energy Aware Routing
Directed Acyclic Graph
Minimum-Distance Multi-Hop Mod
Maximum-Distance Multi-Hop Model
Random-Distance Multi-Hop Model
Adaptive Multi-path Protocol for Reliability Satisfaction
Reliable Fault-Tolerant Multipath
Sensor Protocols for Information via Negotiation
Operating Systems
Central Process Unit
Global Positioning System
Inter-Integrated Circuit
WSN
LOMDD
DD
BDD
OBDD
Rres
Rrep
ED
TPP
GEAR
DAG
MINMHM
MAXMHM
RMHM
AMPRS
RFTM
SPIN
OS
CPU
GPS
I2C
 
فهرست جداول
 
جدول ‏3‑1 : جدول تصمیم گیری چاهک29
جدول ‏5‑1 : مشخصات لینک شماره 4 در شکل 5-1272
جدول ‏6‑1: مشخصات پارامترهای شبیه سازی93
 فهرست اشکال
شکل ‏1‑1 : نحوه طبقه بندی گره‌ها در شبکه‌های حسگر بی‌سیم [4]7
شکل ‏1‑2 : معماريارتباطيشبکه‌هایحسگربيسيم [4]7
شکل ‏1‑3 : معماري سخت افزار هر گره شبکه‌های حسگر[4]8
شکل ‏2‑1 : مسیرهای متمایز18
شکل ‏2‑2 : مسیرهای شبه متمایز19
شکل ‏3‑1 : ارسال داده با استفاده از erasure coding25
شکل ‏3‑2 : ساختار Rreq28
شکل ‏3‑3 :ساختار Rrep28
شکل ‏3‑4 : تقسیم فضای شبکه به شش ضلعی‌ها35
شکل ‏4‑1: اطلاعات موجود در بسته علاقه‌مندی40
شکل ‏4‑2: انتشار بسته‌های علاقه‌مندی در شبکه توسط گره‌ها40
شکل ‏4‑3 : تنظیم گرادیان‌ها در پروتکل DD41
شکل ‏4‑4 : تنظیم گرادیان‌ها در پروتکل LOMDD41
شکل ‏4‑5 : نحوه انتشار داده‌های اکتشافی در پروتکل انتشار هدایت شده42
شکل ‏4‑6 : نحوه ارسال داده‌های اکتشافی توسط منبع درLOMDD43
شکل ‏4‑7 : نحوه انتقال بسته‌های اکتشافی در گره‌های میانی و ارسال nackpathدر LOMDD44
شکل ‏4‑8 : یک ارسال موفق داده اکتشافی در LOMDD44
شکل ‏4‑9 : ارسال داده اکتشافی بعد از یک انتقال ناموفق در LOMDD45
شکل ‏4‑10 : نحوه مسدود شدن یک مسیر در هنگام انتقال داده‌های اکتشافی در LOMDD45
شکل ‏4‑11: فلوچارت تصمیم گیری گره‌های میانی برای بسته‌های اکتشافی و Nackpath46
شکل ‏4‑12 : دریافت بسته‌های اکتشافی در چاهک47
شکل ‏4‑13 : نحوه ارسال داده‌های تقویتی در DD47
شکل ‏4‑14: نحوه ارسال داده‌های تقویتی در LOMDD48
شکل ‏4‑15 نحوه انتقال داده‌ها در LOMDD49
شکل ‏4‑16 : نحوه انتقال داده‌ها در DD49
شکل ‏4‑17: نحوه انتقال بسته‌های Check-live-path50
شکل ‏4‑18 : نحوه انتقال بسته‌های Ack-live-path50
شکل ‏4‑19: خراب شدن یک گره و نحوه تغییر شمارنده در منبع و چاهک51
شکل ‏4‑20 : نحوه ارسال front-negative-reinforcement52
شکل ‏4‑21 :نحوه ارسال Back-negative-reinforcement52
شکل ‏4‑22 : نحوه بررسی کردن زنده بودن گره‌های بعدی روی هر مسیر53
شکل ‏4‑23 : نحوه ارسال Negative-reinforcement54
شکل ‏4‑24 : جایگزینی مسیر با خراب شدن مسیر اصلی54
شکل ‏4‑25: سربار بسته‌های اکتشافی56
شکل ‏4‑26 : میانگین تعداد بسته‌های دریافتی در هر لحظه توسط چاهک57
شکل ‏4‑27 : قابلیت اطمینان57
شکل ‏4‑28 : سربار بسته‌های غیر داده58
شکل ‏5‑1 : یک درخت انشعاب شده63
شکل ‏5‑2 : نمایشی از درخت تصمیم گیری دودویی63
شکل ‏5‑3 : نمایشی فشرده از درخت تصمیم گیری دودویی شکل 5-264
شکل ‏5‑4 : ارزیابی فرمول با استفاده از درخت تصمیم گیری دودویی65
شکل ‏5‑5: الگوریتم ساخت درخت تصمیم گیری دودویی65
شکل ‏5‑6 :تبدیل درخت دودویی به BDD66
شکل ‏5‑7 : یک درخت دودویی با آزمایش روی فرمول 66
شکل ‏5‑8 : BDDبدست آمده از درخت دودویی شکل 5-767
شکل ‏5‑9: یک BDDمرتب نشده68
شکل ‏5‑10: دو OBDDو یک گراف کلی که هر دو را در بردارد.68
شکل ‏5‑11 : نحوه نمایش گره‌ها و کمان‌ها در راهکار پیشنهاد شده70
شکل ‏5‑12 : شبکه با دو منبع و یک چاهک71
شکل ‏5‑13 گراف به دست آمده از شبکه شکل 5-12 با استفاده از راهکار پیشنهاد شده72
شکل ‏5‑14 : شبه کد مراحل راهکار پیشنهاد شده برای تشکیل گراف جهت تخمین قابلیت اطمینان79
شکل ‏5‑15 : قابلیت اطمینان شبکه شکل 5-12 به صورت تحلیلی و شبیه سازی80
شکل ‏6‑1: شبکه با سه مسیر مستقل از منبع به چاهک84
شکل ‏6‑2 : قابلیت اطمینان مسیرهای مختلف برای توپولوژی شکل 6-184
شکل ‏6‑3 : فلوچارت عملکرد و تصمیم گیری چاهک در AMPRS90
شکل ‏6‑4 :احتمال موفقیت لینک‌ها با توجه به نرخ خطا94
شکل ‏6‑5 :مقایسه قابلیت اطمینان AMPRSدر حالت‌های مختلف با LOMDDدر حالت استاتیک98
شکل ‏6‑6 : تطبیق پذیری قابلیت اطمینان در AMPRS با تغییرات قابلیت اطمینان مورد انتظار و نرخ خطا99
شکل ‏6‑7 : تطبیق پذیری تعداد مسیر انتخاب شده در AMPRS با تغییرات قابلیت اطمینان مورد انتظار و نرخ خطا99
شکل ‏6‑8 : مقایسه تعداد مسیرهای استفاده شده در AMPRS با LOMDD100
شکل ‏6‑9 :مقایسه سربار ناشی از مسیرهادر AMPRS103
شکل ‏6‑10 : سربار اعمال شده به شبکه در AMPRS با تغییرات قابلیت اطمینان مورد انتظار و نرخ خطا104
شکل ‏6‑11 : انرژی مصرف شده در AMPRS با تغییرات قابلیت اطمینان مورد انتظار و نرخ خطا104
شکل ‏6‑12 : میانگین انرژی مصرف شده گره‌ها در AMPRS105
  فصل 1
امروزه بحث سيستم­هاي کنترل و نظارت از راه دور يکي از مباحث پر چالش در زمينه علوم الکترونيک و کامپيوتر مي‌باشد. لذا تحقيقات در هر زماني به دنبال راه­حلي مي­باشد تا به شرايط خاص و انتظارات مدنظر ما پاسخ دهد؛ در شرايط و کيفيت کاري يکسان هر چه نسبت هزينه به کارائي پایین‌تر باشد، همان قدرمحبوبيت آن شيوه بالاتر خواهد رفت.
براي آگاهي از تغييرات محيط اطراف و يا وضعيت هر مجموعه نيازمند به يکسري تجهيزات هست، که به عنوان حسگر[1] شناخته مي­شوند و تغييرات مدنظر (تغييرات فيزيکي يا شيميائي) را در قالب يک پاسخ، به منظور اندازه‌گيري ميزان تغييرات و يا وجود آن، بررسی می­نمایند. پس از جمع‌آوري اطلاعات مورد نياز مي‌توان ساير عمليات را بر اساس پاسخ ارائه شده انجام داد [1]و [2].
پیشرفت‌های اخير در زمينه الکترونيک و مخابرات بي‌سيم باعث شدهاست، بتوانيم گره‌هاي حسگر چندکاره، با توان مصرفي پایین و هزينه کم داشته باشيم. این حسگرها از نظر اندازه بسیار کوچک هستند و براي مسافت‌هاکوتاه مي‌توانند با هم ارتباط برقرار کنند. اين گره‌هاي حسگر کوچک طبق نظريه شبکه­هاي حسگر، داراي تجهيزات حس کردن، پردازش داده‌ها و مخابره آن‏ها مي‌باشند. تفاوت اصلي شبکه‌هاي حسگر بی­سیم[2] با ساير شبکه‌ها در ماهيت داده-محورو همچنين منابع انرژي و پردازشي بسيار محدود در آن‌ها است. این تفاوت­ها موجب شده تا روش‌هاي مطرح شده جهت انتقال داده‌ها در ساير شبکه‌ها و حتي شبکه‌هايي که تا حد زيادي ساختاري مشابه شبکه‌هاي حسگر دارند (مانند شبکه‌هاي موردي سيار[3] )، در اين شبکه‌ها قابل استفاده نباشند. روند توسعه اين شبکه‌ها در حدي است که مطمئناً اين شبکه‌ها در آينده نزديک، نقش مهمي را در زندگي روزمره‌ ما ايفا خواهند کرد.
تکنيک‌ها و شيوه‌هاي مورد استفاده در چنين شبکه­هاي وابستگي شديدي به ماهيت کاربرد شبکه دارد. ساختار توپولوژي شبکه، شرايط جوي و محيطي، محدودیت‌ها و ... عوامل موثري در پارامترهاي کارايي و هزينه شبکه مي‌باشند؛ لذا امروزه در سرتاسر دانشگاه­هاي معتبر و مراکز تحقيقاتي کامپيوتري، الکترونيکي و به خصوص مخابراتي، شبکه­هاي حسگر بي­سيم، يک زمينه تحقيقاتي بسيار جذاب و پرطرفدار محسوب مي‌شود. تحقيقات و پيشنهادات زيادي در مباحث مختلف ارائه شده است و همچنان حجم تحقيقات در اين زمينه سير صعودي دارد.
هدف اصلي تمامي اين تلاش­ها و ارائه راهکارها، داشتن سيستمي با شيوه­هاي کنترلي ساده، آسان و با هزينه پایین مي‌باشد. همچنین با پاسخگويي به نيازمندي­هاي ما بتواند در مقابل محدوديت­ها (پهناي باند، انرژي، دخالت‌هاي محيطي، فيدينگ و ... ) ايستادگي کند و شرايط کلي را طبق خواسته‌ها و تمايلات ما (انتقال حجم زياد اطلاعات پر محتوا، بقاء پذيري و طول عمر بالا، هزينه پایین و...) را فراهم سازد؛ لذا محققين جنبه­هاي مختلف را تحليل و بررسي مي­نمايند و سعي مي‌کنند ايده­هاي بهينه و کارا را استخراج کنند. اين ايده­ها مي­توانند از محيط وحش اطرافمان الهام گرفته شده باشد و با استفاده از قوانين رياضي و نظريات تئوري و آماري مي‌توان آن‏ها را تحليل نمود.
در سال­هاي اخير، رشد بسياري را در زمينه شبکه­هاي حسگر بی­سیم [4] شاهد بوده­ايم. شبکه­هاي حسگر شامل تعداد زيادي از گره­هاي[4] حسگر بسيار کوچک مي­باشند که براي جمع­آوري و پردازش اطلاعات محيطي، مورد استفاده قرار مي­گيرند. بر خلاف شبکه­هاي موردي که شايد در نگاه اول بسيار شبيه به شبکه­هاي حسگر به نظر بيايند، گره­ها در شبکه­هاي حسگر، معمولاً فاقد آدرس­هاي منحصر به فرد مي­باشند و آنچه بيشتر در اين شبکه­ها حائز اهميت است، اطلاعات جمع­آوري شده توسط حسگر­هاي شبکه است. همچنين به دليل عدم دسترسي به گره­ها پس از فرآيند پراکندن آن‏ها در محيط، گره­هاي شبکه پس از مصرف انرژي موجود، عملاً بدون استفاده شده و خواهند مرد. بنابراین مسئله انرژي و بهينه­سازي مصرف آن، يکي از چالش­هاي مطرح در اين شبکه­هاست و کارهاي زيادي هم در سال­هاي اخير در اين مورد صورت گرفته است.
 

👇 تصادفی👇

آموزش تعمیر ایسیو SL96منشور اقتصاد مقاومتیمقایسه تحولات سیاسی- اجتماعی مصر و تونس از سال های 91-90 و علل بروز تحولات در این کشورهاwordAerodynamic Design of Aircraftبررسی تطبیقی بهای تمام شده خدمات ، قبل و پس از برون سپاری فعالیتها وتعیین سهم اجزا تشکیل دهنده آن (شرکت آب وفاضلاب استان مرکزی)دانلود مبانی نظری پیشرفت تحصیلی و عملکرد تحصیلی )فصل دوم پایان نامه روانشناسی (فرآوري و بسته‌بنـدي ماهيدیکشنری تصویری ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره در شبکه های حسگر بی سیم WORD

بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره در شبکه های حسگر بی سیم WORD

دانلود بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره در شبکه های حسگر بی سیم WORD

خرید اینترنتی بررسی خاصیت تحمل پذیری خطای الگوریتم های مسیریابی چند مسیره در شبکه های حسگر بی سیم WORD

👇🏞 تصاویر 🏞