زمانی که نرخ دریافت بسته[۹۰] در لایه MAC بزرگ‌تر از نرخ ارسال داده ­ها[۹۱] است سبب اشغال بافر[۹۲] (BO) یک گره می­ شود و در نتیجه سبب ازدحام یک گره می­ شود. BO به عنوان یک واحد اندازه ­گیری برای تعیین سطح ازدحام یک گره در نظر گرفته شده است، همچنین تعداد میانگین از دفعاتی که برای یک انتقال موفق[۹۳] (ANAST) تلاش می­ شود به عنوان یک پارامتر دیگر برای تعیین درجه­ای سطح ازدحام بیان شده است.
پایان نامه - مقاله
در ادامه نرخ موفقیت برای سه مدل که فاصله بین گام­ها از یکدیگر متفاوت است مقایسه می­ شود، این سه مدل شامل :
مدل مینیمم فاصله میان گام­ها[۹۴] (MINMHM)
مدل ماکزیمم فاصله میان گام­ها[۹۵] (MAXMHM)
مدل فاصله تصادفی میان گام­ها[۹۶](RMHM)
نتایج تحلیلی نشان می­دهد که MAXMHM از لحاظ نرخ موفقیت از تحویل داده ­ها نسبت به دو مدل دیگر کارایی بیشتری دارد، اما از لحاظ مصرف انرژی RMHM برای گره­های نزدیک به چاهک کارائی بهتری دارد. قابل ذکر است که همه این مدل­ها هیچ آگاهی از ازدحام ندارند. از این نتایج فهمیده می­ شود که برای رسیدن به مقدار بالایی از نرخ موفقیت بسته[۹۷] یک گره نیاز دارد گره­ای که بیشترین فاصله را با آن در جهت چاهک دارد انتخاب کند و برای کاهش مصرف انرژی باید گره­ها را به صورت تصادفی انتخاب کند. برای رسیدن به این مقصود از تابعf(k) استفاده می­ شود که نحوه محاسبه آن در معادله زیر نشان داده شده است :
(۳-۱۴)
(۳-۱۵)
Dk = فاصله گره بعدی k از گره B در جهت چاهک
D = ماکزیمم فاصله­ای که توسط توان ارسال[۹۸] می ­تواند پوشش[۹۹] داده شود.
BOk = میزان اشغال بافر توسط گره k
ANASTk = تعداد تلاش­هایی که برای یک انتقال موفق به گره k صورت می­گیرد.
Max_ANAST = ماکسیمم مقداری که برای ANAST مجاز است.
تابعf برای هر گره همسایه محاسبه می­ شود گره­ای که بیشترین مقدار f را داشته باشد به عنوان گره بعدی انتخاب می­ شود. پروتکل LACAR با دو پروتکل AODVR و SELAR مقایسه شده است که نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد:
نرخ موفقیت تحویل داده ­ها در LACAR از دو پروتکل دیگر بیشتر است.
ماکزیمم انرژی مصرف شده برای هر گره از دو پروتکل دیگر کمتر است.
همچنین یک مقایسه بین LACAR و سه مدل ارائه شده در بالا انجام شده است که نرخ موفقیت از تحویل داده ­ها در LACAR بالاتر از سه مدل دیگر است، مصرف انرژی در این حالت نیز کارائی بهتری دارد.
در [۲۲]یک راهکار دیگر برای انتقال قابل اطمینان و نرخ انتقال کنترل شده (CRRT) ارائه شده است،CRRT سربار پایین و کارا که از وضعیت ازدحام نیز آگاه است را فراهم می­ کند. CRRT با توجه به کارائی انتقال مجدد در لایه MAC قابلیت اطمینان تک گام را افزایش می­دهد و انتقال مجدد انتها به انتها[۱۰۰] برای بازیابی خطاها انجام شده است. در کل یک انتقال کامل در شبکه ­های حسگر بی­سیم به عوامل زیر بستگی دارد :
انتقال قابل اطمینان[۱۰۱]
کنترل ازدحام[۱۰۲]
کنترل نرخ[۱۰۳]
منصفانه[۱۰۴]
در [۲۲] روشی برای بالا بردن قابلیت اطمینان گام به گام[۱۰۵] به کار برده می­ شود. زمانی که فرستنده می­خواهد یک بسته را انتقال بدهد یک بیت پرچم[۱۰۶] به نامRetx را فعال می­ کند و دریافت کننده بر اساس سطح بافر اشغال شده تعیین می­ کند که مجاز به ارسال است یا خیر. اگر از این پرچم استفاده نشود ممکن است گیرنده بسته را دور بیاندازد[۱۰۷].
در [۲۲] قابلیت اطمینان انتها به انتها[۱۰۸] اگر بیش از یک بسته خارج از تربیت دریافت شود چاهک بسته­ای از نوع Nack برای منبع ارسال می­ کند، منبع بسته مورد نظر را دوباره ارسال می­ کند. کنترل نرخ ارسال و کنترل ازدحام از کارهای دیگر است که مؤلف در این مقاله انجام داده است.
در [۲۳] یک الگوریتم مسیر­یابی چند مسیره (MRA-AHP) مبتنی بر الگوریتم انتشار هدایت شده (DD) ارائه شده است. همچنین یک ایده برای توزیع بار[۱۰۹] در مسیرها در نظر گرفته شده است، هر دو فرایند توزیع بار و انتخاب گره به صورت یک فرایند سلسله مراتبی[۱۱۰] ارائه شده است. این الگوریتم چندین مسیر از منبع به سمت چاهک ایجاد می­ کند که هر گره به هر یک از همسایه­هایش یک وزن اختصاص می­دهد. این وزن بر اساس پارامترهای زیر محاسبه می­ شود:
انرژی باقیمانده[۱۱۱]
تأخیر انتقال [۱۱۲]
پهنای باند از لینک
در [۲۴] یک نمونه مدل از مدل کردن مسیریابی چند مسیره ارائه شده است. در [۲۴] توزیع بار بهینه[۱۱۳]، تأخیر انتها به انتها[۱۱۴] و قابلیت اطمینان چند مسیره بررسی شده است که در اینجا فقط مدل قابلیت اطمینان را مورد بررسی قرار می­دهیم :
اگر فرض شود path-j(j=1…N) ازLj گره میانی تشکیل شده باشد آنگاه مسیر j ام می ­تواند در Lصف[۱۱۵] که به هم پیوسته هستند مدل شود. طول عمر مسیر یک نشانه مهم از قابلیت اطمینان است. طول عمر از j ام مسیر () به صورت تعریف می­ شود که در اینجا ti,j طول عمر j امین گره روی i امین مسیر است. طول عمر از هر مسیر به صورت متغیر تصادفی با توزیع نمایی با نرخ می­باشند. برای N مسیر مستقل از هم طول عمر مسیرها برابر ماکزیمم طول عمر از همه مسیرهای موجود می­باشد:
(۳-۱۶)
(۳-۱۷)
همچنین یک کران بالا برای طول عمر بدست می ­آید :
(۳-۱۸)
(۳-۱۹)
محاسبه قابلیت اطمینان در شبکه ­های حسگر بی­سیم
در [۲۵] یک مدل برای تخمین قابلیت اطمینان و طول عمر با بهره گرفتن از روش مونت­کارلو ارائه شده است که به صورت شبیه­سازی و تحلیلی بررسی شده است. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که تراکم گره­ها[۱۱۶] و اختصاص نقش به گره­ها[۱۱۷] تأثیر زیادی روی قابلیت­ اطمینان و طول عمر شبکه دارد. در [۲۵] از خوشه­بندی[۱۱۸] استفاده می­ شود که حسگرها در داخل این خوشه قرار دارند که به صورت سلول­های[۱۱۹] شش ضلعی که حسگر­ها در آن قرار دارند تعریف می­شوند. طول عمر شبکه به صورت مدت زمانی که طول می­کشد تا ارتباط اولین حسگر با چاهک قطع شود تعریف می­ شود. شکل ۳-۸ مدل شبکه حسگر بی­سیم را نشان می­دهد که هر یک از دوایر نشان دهنده یک نقش خاص برای گره­ها می­باشد. منظور از نقش گره­ها این است که گره­ها می­توانند حسگر (داده ­ها را جمع­آوری، ارسال و دریافت می­ کند) یا بازپخش کننده[۱۲۰] (فقط داده را انتقال می­ دهند) باشند. نتایج شبیه­سازی نشان می‌دهد که افزایش قابلیت اطمینان لینک­ها تأثیر کمی در بالا بردن قابلیت اطمینان شبکه دارد، در حالی که افزایش قابلیت اطمینان سلول­ها (منظور ارتباط یک سلول با بقیه برقرار باشد)تأثیر بسزایی در بالا بردن قابلیت اطمینان شبکه دارد.
شکل ‏۳‑۴ : تقسیم فضای شبکه به شش ضلعی‌ها[۱۲۱]
در [۲۶] قابلیت اطمینان از شبکه ­های حسگر بی­سیم با توجه به روندهای[۱۲۲] جمع‌ آوری شده از حسگرها به چاهک اندازه ­گیری می­ شود. نحوه اندازه ­گیری قابلیت اطمینان فرموله شده است و نشان داده شده است که جزء مسائل P-Hard# است. یک الگوریتم برای تخمین قابلیت اطمینان پیشنهاد شده است که وابسته به سایز شبکه است و به صورت برون خطی[۱۲۳] برای سایز محدود به کار برده می­ شود. قابلیت اطمینان به صورت احتمال اینکه حداقل نرخ جمع­آوری شده از اطلاعات به چاهک تحویل داده شود تعریف شده است.
ارزیابی قابلیت اطمینان در شبکه ­های حسگر بی­سیم یک مرحله حساس در طراحی شبکه است. COBDD [27] یک الگوریتم برای محاسبه قابلیت اطمینان در شبکه ­های حسگر بی­سیم است که یک ساختار بازگشتی از OBDD[124] [۲۸](در فصل‌های بعد به طور کامل تشریح می­ شود) را برای اندازه ­گیری قابلیت اطمینان اجرا می­ کند. دو مزیت استفاده از COBDD این است که اولاً قابلیت اطمینان را برای تعدادی از Common Couase ها (به مجموعه ­ای از خطاها که به هم پیوسته و وابسته هستند گفته می­ شود) نسبت به الگوریتم­های دیگر که زمان بر است سریع‌تر انجام می­دهد. دوماً برای شبکه ­های حسگر بی­سیم که از تعداد زیادی از گره­ها تشکیل شده است محاسبه قابلیت اطمینان با این روش کاراتر است. در [۲۷] محاسبه قابلیت اطمینان در دو حالت با Common couase و بدون Common couase ها بررسی شده است:
در [۲۷] برای یک شبکه G با n گره تابع بولی قابلیت اطمینان[۱۲۵] f به صورت
f(G)=f(x1,….,xn)=(3-20)
xi متغیر بولی برای گره vاست. اگر f(g) برابر ۱ باشد شبکه قابل اطمینان[۱۲۶] است در غیر این صورت شبکه قابل اطمینان نیست. الگوریتم ساختنCOBDD به صورت زیر است:
الف-تعیین می­ شود آیا منبع همسایه گره هدف است یا خیر.
در صورت درست بودن مقدار از OBDD برگردانده می­ شود.
گره­های اضافی برای جلوگیری از دست کاری‌های[۱۲۷] ناکارا حذف می­شوند.
زیر­ شبکه­ ها[۱۲۸] را برای یافتن زیر شبکه ­های همریخت[۱۲۹] در جدول درهم[۱۳۰] جستجو می­ شود، اگر زیر شبکه موجود باشد برگردانده می­ شود.
به ازای هر گره v که در همسایگی[۱۳۱] منبع قرار دارد:
گره بسط[۱۳۲] داده می­ شود و زیر شبکهGs->0 بدست می ­آید .
به مرحله ۱ برای ساختن OBDD برو
تابع­های bdd-and و bdd-or اجرا می­شوند.
OBDD بدست آمده را در جدول درهم ذخیره می­ کند.
قابلیت اطمینان با بهره گرفتن از فرمول­های زیر محاسبه می­ شود:

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...