بخشی از مقاله
چکیده
با پیشرفت الکترونیک و سخت افزار، به دلیل نصب و استفاده آسان و کاربردی بودن شبکههای بیسیم در شرایط خاص که نمیتوان از شبکه های سیمی به دلیل محدودیت استفاده کرد، در اکثر کاربردهای شهری، نظامی، اورژانس، تاکسیرانی ها و حفاظت محیط زیست مورد استفاده قرار گرفتند.
شبکه های بیسیم موردی از تعدادی گره تشکیل شدهاند که از به هم پیوستن گرهها، شبکهی گستردهای ایجاد می شود.گره های شبکه با انرژی باتری کار می کنند و زمانی که انرژی یک گره به اتمام میرسد اتصالات آن با گرههای دیگر می شکنند. از اینرو شناسایی مسیری با سطح انرژی کافی که انتقال داده ی قابل اطمینان با هدف کاهش سربار مسیریابی وتوسعه پایدار شبکههای موردی را انجام دهد حائز اهمیت است.
پژوهش حاضر به دنبال رویکردی است که عامل اطمینان در شناسایی مسیری جهت ارسال اطلاعات را در نظر بگیرد به نحوی که تا حد امکان از تأثیر سوء اتصالات آسیبپذیر به دلیل محدودیت انرژی گرهها جلوگیری کند. در روش پیشنهادی شناسایی مسیر در جهت ارسال داده ها به انرژی هر گره بستگی دارد به طوری که گرههایی که از انرژی کافی برخوردار هستند جهت ارسال اطلاعات انتخاب میشوند.
روش پیشنهادی با ارائه روشی پویا جهت شناسایی مسیرهای مطمئن در شبکه است که با ارائه چنین سامانهای کارایی شبکه افزایش مییابد. برای ارزیابی کارایی روش پیشنهادی از ابزار شبیهسازی OMNET++ استفاده شده است و بهبود کارایی این راهکار جدید نسبت به AODV پایه اندازهگیری و نتایج بهدست آمده تحلیل شده است.
-1 مقدمه:
امروزه با پیشرفت فناوری ارتباطی، برقراری ارتباطات مورد نیاز برای راه اندازی شبکه ها با شیوه های متفاوتی امکانپذیر شده است. به دلیل عملیات کابل کشی و غیرممکن بودن و هزینه بر بودن انجام تغییرات در زیرساختهای فعلی شبکه سبب شد تا مهندسان در فکر ایجاد روشی برای برقراری ارتباط بین ایستگاه های کاری باشند به طوری که نیاز به کابل فیزیکی نباشد. از اینرو فنون بی سیم پا به عرصه وجود گذاشت.
شبکه های بیسیم موردی2 برای اولین بار در سال 2000 در آمریکا برای نظارت بر میدان جنگ و تجهیزات جنگی به وجود آمدند. کمکم با پیشرفت الکترونیک و سخت افزار، به دلیل نصب و استفاده آسان و کاربردی بودن آنها در شرایط خاص که نمیتوان از شبکههای سیمی به دلیل محدودیت استفاده کرد، در اکثر کاربردهای شهری، نظامی، اورژانس، تاکسیرانی ها و حفاظت محیط زیست مورد استفاده قرار گرفتند.
در این نوع شبکهها، نسبت به شبکههای سیمی که تمامی شبکه به صورت فیزیکی بنا شده است و دارای ساختاری3 از پیش تعیین شده و مشخص هستند و هیچ گونه زیرساخت ثابتی وجود ندارد و ارتباطات گرهها از راه اتصالات بی سیم انجام می شود.
گره های شبکه با انرژی باتری کار می کنند و زمانی که انرژی یک گره به اتمام می رسد اتصالات آن با گره های دیگر می شکنند. بنابرلین شناسایی مسیری مطمئن و پایدار جهت ارسال اطلاعات با در نظر گرفتن انرژی باقی مانده باتری گره ها، از اهمیت بالایی در مباحث علمی و پژوهشی برخوردار است.
پژوهش حاضر به دنبال رویکردی است که عامل اطمینان در شناسایی مسیری جهت ارسال اطلاعات را در نظر بگیرد به نحوی که تا حد امکان از تأثیر سوء اتصالات آسیب پذیر به دلیل محدودیت انرژی گرهها جلوگیری کند. در این پژوهش از توسعه پروتکل مسیریابی AODV در روش پیشنهادی استفاده شده است. در سال 2013، بایساخ کارآمدی انرژی گرههای شیکه-های موردی را با استفاده از پروتکل مسیریابی DSR مورد بررسی قرار داده است.
در سال 2013، راجشخانا و همکارش مدلی برای شناسایی مسیر ارسال اطلاعات با در نظر گرفتن انرژی گرهها با هدف طول عمر شبکههای موردی ارائه کردند. در این مدل سربار ناشی از رد و بدل شدن بستههای کنترلی در نظر گرفته نشده است . [4] در سال 2012، پریمیتا و همکارش مدلی انرژی آگاه جهت شناسایی مسیر اطلاعات را در شبکههای بیسیم حسگر ارائه دادند که مسیرهای شناسایی شده جهت ارسال اطلاعات امتیازدهی میشوند
-2 شبکههای بیسیم موردی:
شبکههای موردی از تعدادی سلول تشکیل شدهاند که از به هم پیوستن سلول ها، شبکه ی گسترده ای ایجاد می شود. به همین جهت عملکرد شبکههای موردی کاملاً وابسته به همکاری گرهها است. در شبکههای موردی تکیهگاه هر گره به گرههای همسایه است و مسیریابی از راه گرههای همسایه انجام میشود. هر گره نقش یک مسیریاب4 را بازی می کند که اطلاعات را از گره های همسایه دریافت و برای بقیه ی همسایه ها ارسال می کند تا به مقصد برسد - گرهی همسایه به گرهای گفته می شود که در برد رادیویی گرهی مورد نظر وجود داشته باشد - . از مزایای شبکه های موردی، قابلیت توسعه و گسترش سریع و عدم وابستگی به زیرساختار، ایجاد و بهره وری سریع و برحسب درخواست5 و قابلیت انعطاف است. شکل - 1 - -1-2 کاربرد شبکههای بیسیم موردی
نمونه ای از یک شبکه موردی را نمایش میدهد که شامل شبکه های موردی متحرک به دلیل نبود زیر ساخت ثابت و لپتاپ هوشمند و رایانه جیبی6 است.
قدرت کنترلکننده مرکزی در هر موقعیت و تحت هر شرایطی به سرعت قابلیت نصب و راهاندازی بدون نیاز به تجهیزات گران بها را دارند. این نوع شبکه ها به ویژه برای کاربردهایی که شبکههای سیمی قابل نصب و راهاندازی نیستند، بسیار مناسب و کاربردی هستند. از جمله این کاربردها می توان به کاربردهای نظامی، اورژانس، دانشگاهی، پزشکی، صنعت و معدن، فضایی، نظارت بر محیط کار و خانه، نظارت بر ترافیک و عملیات زیر دریا اشاره نمود که در ادامه به توضیح برخی از این کاربردها پرداخته شده است
شکل - 1 - نمونهای از شبکه موردی
پروتکل مسیریابی [6] AODV یکی از پروتکل های مسیریابی اصلی در شبکه های موردی است. بر همین اساس این پروتکل برای معیارهای مختلف جهت تحلیل عملکرد مسیریابی در روش پیشنهادی انتخاب شده است. پروتکل مسیریابی AODV، پروتکلی بر پایه تقاضا است. پروتکل مسیریابی AODV دارای دو بخش عملیاتی است. بخش اول، کشف مسیر است که مسئول ثبت مسیر رو به عقب و ثبت مسیر مستقیم است و شامل پیام درخواست مسیر7 و پیام پاسخ مسیر8 است. بخش دوم، بخش نگهداری مسیر است که مسئول به روزرسانی جدول با مسیرهای جدید و بررسی سلامت پیوندهای گره به همسایگانشان است.
- کاربرد در سازمانهای کوچک و محیطهای خانگی:
شبکه های موردی متحرک در محیط های سازمانی کوچک و کاربردهای خانگی یکی از رایج ترین کاربرد این دسته از شبکه ها بوده و روز به روز در حال توسعه و گسترش است. به طوری که تجهیزات این محیطها با بهرهگیری از ویژگیهای شبکه های موردی، بسیار آسان و کم هزینه قابلیت ایجاد و توسعه شبکهای در راستای اهداف مختلف را دارا هستند.
- کاربرد در وسایل نقلیهی شهری:
کاربرد در وسایل نقلیه شهری نیز یکی از مهم ترین زمینهی کاربردی این نوع شبکه ها است و موجب به وجود آمدن شبکه های موردی وسایل نقلیه9 گردیده است. دلیل تمایز و نام گذاری خاص برای این شبکه، سرعت بسیار بالای گره های شبکه نسبت به شبکه های معمولی است.
