بررسي برخي روش‌هاي بهره‌وري انرژي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم و ارائه يك روش بهبود يافته

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

پيشرفت‌هاي اخير در فناوري‌هاي الكترونيك و ارتباطات بي‌سيم، توسعه شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم در مقياس بزرگ را امكان‌پذير كرده است. اكثر اين شبكه¬ها، از گره‌هاي حسگر كم مصرف، كم هزينه و با اندازه كوچك تشكيل شده‌اند و در حوزه¬هاي متنوعي از جمله: نظامي، پزشكي و شبكه¬هاي خانگي كاربرد فراواني دارند. با اين حال، با وجود استفاده گسترده از برنامه¬هايي كه به شبكه¬هاي حسگر بي¬سيم متكي هستند، اين شبكه¬ها، همچنان از محدوديت انرژي رنج مي¬برند. گره¬هاي حسگر معمولاً با باتري¬ كار مي¬كنند كه در برخي از كاربردها به دليل قرارگيري در مناطق صعب العبور يا مناطقي كه دسترسي انسان ممكن نيست، قابليت شارژ يا تعويض باتري را ندارند. براي اين منظور، استفاده بهينه از انرژي گره يك مسئله كليدي است. مسيريابي، همان روند ايجاد مسير از گره منبع تا گره سينك است و شامل پروتكل‌هاي مختلفي از جمله پروتكل¬هاي سلسله مراتبي است. پروتكل¬هاي سلسله مراتبي در جهت بهره‌وري انرژي استفاده مي‌شوند و عمدتاً دو لايه هستند؛ لايه اول، خوشه‌بندي و انتخاب سرخوشه و لايه دوم، مسيريابي و ايجاد مسير است. در اين تحقيق، با تمركز برلايه اول، به بهره‌وري انرژي مي‌پردازيم. بنابراين ايجاد خوشه¬هاي بهينه، انتخاب سرخوشه مناسب و استفاده از الگوريتم خواب و بيداري، نقش مؤثري در كاهش مصرف انرژي دارند. در اين پايان نامه، در هر يك از اين جنبه¬هاي فوق، با بررسي چندين روش ارائه شده اخير، يك روش پيشنهادي ارائه مي¬دهيم. در حوزه خوشه¬بندي، يك الگوريتم¬ K-Means اصلاح شده سريع و آگاه به چگالي شبكه را پيشنهاد مي¬دهيم كه خوشه¬هايي بهينه از نظر شاخص سيلوئت ايجاد مي¬كند. در بخش خواب و بيداري، الگوريتم ECH متمركز را پيشنهاد مي¬دهيم كه با به خواب بردن برخي از گره¬ها و حذف بسته¬هاي تكراري، طول عمر شبكه را افزايش مي¬دهيم. در انتها نيز با انتخاب سرخوشه مناسب براساس معيارهاي فاصله و انرژي باقيمانده، نيمي از گره‌ها را تا دوره‌هاي بالا زنده نگه مي‌داريم. هر كدام از نتايج شبيه‌سازي ارائه شده در محيط MATLAB به منظور اطمينان بخشي، تا 30 مرتبه تكرار شده است.

230909

شبكه‌هاي مخابراتي

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان