بخشی از مقاله
چکیده
در شبکه های حسگر چند رسانه ای بیسیم بدلیل گسترده بودن شبکه و تعداد زیاد گره های حسگر، سینک ثابت قادر به برآوردن نیازهای شبکه نیست و باعت می شود گره هایی که در نزدیکی سینک قرار دارند، به دلیل انتقال اطلاعات عبوری از گره های دورتر به سینک، انرژی خود را زودتر از بقیه از دست دهند. این امر موجب از بین رفتن گره های اطراف سینک و در نتیجه کاهش طول عمر شبکه ما می شود. در اینجا از سینک متحرک استفاده می شود. با توجه به مقالاتی که مطالعه شده، این مقاله ها ثابت کردند که سینک برخلاف حسگرها در اطراف شبکه حرکت می کند. گره های حسگر در شبکه به صورت تصافی پخش می شوند. همچنین مطالعات زیادی تاکنون در زمینه تحرک گره سینک، انجام شده که بیشتر به مساله زمان اقامت موقت سینک در یک موقعیت پرداخته اند.
بررسی این مساله که گره سینک در چه زمانی، به چه موقعیتی حرکت کند و اینکه چه مدت در آن موقعیت بماند، جدید بودن این تحقیق را شامل می شود. در روش پیشنهادی، ابتدا شبکه را خوشه بندی کرده و در هر خوشه یک گره را بعنوان سرخوشه انتخاب می کنیم. سپس یک جدول در کل شبکه ایجاد می کنیم که اطلاعات کل خوشه ها و نحوه ارتباط آنها از قبیل نام خوشه، تعداد خوشه ها، تعداد گره ها، نام سرخوشه، خوشه های همسایگی و مسیرهای موجود بین آنها را نگهداری می شود. یک جدول هم برای مدیریت سیگنالهایی که از طرف سرخوشه ها برای هدایت بسته به سینک فرستاده می شوند، ایجاد می شود که بر اساس اولویت بندی FIFO مدیریت می شود.
واژگان کلیدی: WMSN ،کنترل ازدحام، مهاجرت چاهک، خوشه بندی
مقدمه
توسعه پروتکل ها، الگوریتم ها و معماری ها برای به حداکثر رساندن طول عمر شبکه درحالی که نیازهای کیفیت سرویس را ارضا میکند، یک مشکل بحرانی نیز ایجاد می کندترافیک. اساساً از تعدادی گره های سنسور به سرگره جریان مییابد . - Majidi and mirvaziri, 2014 - در شبکه های حسگر چند رسانهای بی سیم - - WMSN دادهها بهطور معمول تولید میشوند و در فواصل زمانی معین به سرگره ارسال می شوند. با این حال زمانی که یک رویداد مهم کشف یا شناسایی شود، ترافیک دادههای پشت سرهم میتواند ناگهان تولید شود. برای بستههایی که شامل اطلاعات با اهمیت بالا هستند، شبکه باید تلاش بیشتری در تحویل آنها کند. برای مثال در یک سیستم کشف رویداد، دادهها در فواصل زمانی معین به سرگره ارسال میشوند. با این حال هر زمان که یک رویداد مهم در سیستم رخ دهد و گره حسگر این رویداد را حس کندباید یک پیغام به سرگره ارسال کند. این پیغام میتواند ترکیبی از چندین بسته که شامل اطلاعاتی مثل زمان و مکان رویداد باشد - . - De la Piedra et al, 2013; Farooq and Kunz 2013
ازدحام و کنترل ازدحام
کنترل ازدحام یک مسئله مهم در پروتکل انتقالی و ازدحام یک مسئله مشکلدار در شبکههای حسگر بیسیم - - WSN است که انرژی نادر حاصل از تعداد بیشتری نقل و انتقالات و افت بستهای را منحرف میسازد. ازدحام در WSNها و WMSNها تاثیر مستقیمی روی بازده انرژی و کاربرد کیفیت سرویس - Qos1 - دارند - Yaghmaee and . - Adjerohb, 2009دو نوع ازدحام در شبکههای حسگر میتواند رخ دهد: ازدحام در سطح گره - Node-level Congestion - و ازدحام در سطح اتصال . - Link-level Congestion -
ازدحام در سطح گره
بهوسیله سرریز بافر در گره ایجاد میشود و میتواند باعث خراب شدن بستهها وافزایش تاخیر صفبندی شود. خراب شدن بستهها نه تنها قابلیت اطمینان و کاربرد کیفیت سرویس را پایین میآورد بلکه میتواند انرژی محدود گره را از بین ببرد. در هر گره سنسور زمانی که نرخ ورود بسته از نرخ سرویس بسته بیشتر شود سرریز بافر ممکن است رخ دهد. این بیشتر احتمال دارد در گرههای سنسور نزدیک به گره چاهک - Sink - رخ دهد که آنها ترافیک جمعی بیشتری حمل می-کنند. - Pathak and Deshpande, 2015; Runze, 2011 -
ازدحام در سطح اتصال
مربوط به کانال بیسیمی است که توسط چندین گره مشترک مثل پروتکل CSMA/CD دستیابی چندتایی با کشف تصادم میباشد. در این مورد تصادم زمانی رخ میدهد که چندین گره بهطورهمزمان سعی میکنند کانال را تصرف کنند . - Yin et al, 2009; Zawodniok and Jagannathan, 2007 -
راه حل کنترل ازدحام
هر راه حل کنترل ازدحام شامل سه قسمت کشف ازدحام، اطلاع رسانی ازدحام و تنظیم نرخ ارسال است. در پروتکل TCPقدیمی ازدحام در گرههای پایانی بر اساس تایمر زمان سنج کشف میشود . - Lee et al, 2013 - در WSN کشف خراب شدن بسته و اطلاعرسانی به دو صورت انتها به انتها - End- to-End - یا گام به گام - Hop-by-Hop - میتواند باشد. در روش انتها به انتها نقطههای پایانی عهدهدار کشف خرابی و اطلاعرسانی هستند. در روش گام به گام گرههای میانی خرابی بستهها را کشف میکنند و اطلاع میدهند.روش انتها به انتها برای WSN خیلی موثر نیست. زیرا پیامهای کنترلی که برای کشف خرابی در این روش استفاده میشوند، راهی را مورد استفاده قرار میدهند که شامل چندین گام - Hop - است و این مقرون بهصرفه نیست.این پیامهای کنترلی از طریق چندین گام حرکت میکنند و با احتمال بالا به دلیل خرابی اتصال - - Link یا ازدحام ، پیامهای کنترلی خراب میشوند.در روش گام به گام کشف خرابی و اطلاعرسانی به عهده یک جفت گره همسایه است و برای خرابی بستهها توانایی ارسال مجدد محلی را دارند. این روش در مقایسه با روش انتها به انتها بازدهی بیشتری دارد - Lin et al, 2011; Swastik et . al, 2013 -
مهاجرت و حرکت گره چاهک
تحرک سینک ،علایق تعداد زیادی از پژوهشگران را در سال های اخیر به دلیل افزایش پتانسیل کاربردهای WSN و توانایی اش در جهت اصلاح عملکرد شبکه مانند توان و کارآمدی انرژی، جلب کرده است. مسیرحرکت سینک متحرک، به مسیر فیزیکی که یک سینک متحرک درحین حرکت در میدان شبکه دنبال خواهد کرد، اطلاق می شود . انواع مسیرهای حرکتی سینک متحرک که عموما در آثار علمی مورد مطالعه قرار گرفته است ، عبارتند از : تصادفی، قابل پیشبینی یا ثابت ، کنترل شده یا بهینه. شایان ذکر است که نوع مسیر حرکت سینک و مدل تحویل داده استقرار یافته دریک شبکه حسگر بیسیم مستقیما مرتبط یا محدود شده توسط یکدیگر ، نیستند. در ادامه تعداد از رویکرد های بهره برداری از تحرک سینک در سال های اخیر ارائه شده است.مدلی از حرکت سینک ارائه گردیده است که شامل هزینه هایی - مانند مصرف انرژی گره برای ایجاد یا آزاد کردن مسیر ، زمانی که سینک به یک ایستگاه جدید حرکت می کند - می باشد . نرخ حرکت سینک با حداقل زمان توقف سینک
