مسیریابی در شبکه های بیسیم حسگر - قسمت چهارم

طبقه بندی های پروتکلهاي مسيريابي شبکه های حسگر

از بهترين طبقه بندی های پروتکلهاي مسيريابي شبکههای حسگر، طبقهبندي ارائه شده توسط آقايان اکايا و يانيس مي‌باشد.

اين طبقه بندي، پروتکلهاي مسيريابي را با توجه به نحوه عملکرد گرهها، اطلاعات در دسترس هر گره و اهداف شبکه به چهار دسته کلي: "داده محور"، "سلسله مراتبي"، "بر اساس موقعيت" و "آگاه از کيفيت سرويس و جريان شبکه" تقسيم ميکند.

پروتکلهاي مسيريابي داده محور

در بسياري از کاربردهاي شبکههاي حسگر اختصاص يک شناسه عمومي به گرهها امکانپذير نيست. اين وضعيت باعث ميشود که براي پرسوجوهاي مختلف انتخاب يک مجموعه خاص، سخت باشد. بنابراين داده از هر گره به محدوده گسترده گرهها انتقال مييابد که افزونگي زيادي را در بر ميگيرد ‌و باعث ميشود که کارائي از لحاظ مصرف انرژي پايين بيايد. اين پروتكل‌هاي مسيريابي كه داده محور نام دارند با مسيريابيهاي سنتي که بر پايه آدرس هستند متفاوت مي‌باشند. در مسيريابيهاي داده محور معمولا گره مرکزي پرسشهايش را به منطقههاي معين ميفرستد و براي دريافت داده از گرههاي موجود در آن ناحيه منتظر ميماند. بعد از اينکه پاسخ پرسش به دست آمد، پاسخ در داخل بسته داده به گره مرکزي ارسال ميشود. پروتکلهاي ارائه شده زيادي را ميتوان در دسته پروتکلهاي داده محور قرار داد که از مهمترين آنها ميتوان به پروتکلهاي "انتشار سيلگونه"، "شايعهپراکني"، SPIN ، Directed Diffusion ، Flooding ، EAR و ... اشاره کرد.

پروتکلهاي مسيريابي سلسله مراتبي

در مسيريابي سلسله مراتبي، گرهها به خوشههاي منطقي تقسيم ميشوند. در هر خوشه یک گره سرخوشه و گرههاي ديگر به عنوان اعضای خوشه در نظر گرفته ميشوند. اعضای خوشه اطلاعات مورد نظر را با توجه به کاربرد از محيط به دست ميآورند و سپس اين اطلاعات را به سرخوشه ارسال ميکنند. سرخوشه نيز با جمعآوري اين اطلاعات آنها را به گره مرکزي ميفرستد. اکثر پروتکلهاي سلسسله مراتبي داراي دو مرحله براي مسيريابي هستند. مرحله اول انتخاب سرخوشه و مرحله دوم مسيريابي ميباشد. مسيريابي سلسله مراتبي يک راه موثر براي کاهش پيغامهاي ارسالي به ايستگاهاي اصلي و در نتيجه افزايش طولعمر شبکه ميباشد. پروتکلهاي زيادي را ميتوان به اين دسته اختصاص داد که از جمله ميتوان به LEACH، PEGASIS ، TEEN، APTEEN ، AIMRP، HEED و ... اشاره کرد.

پروتکلهاي مسيريابي براساس موقعيت

بيشتر پروتکلهاي مسيريابي نياز دارند كه گرههاي اطلاعات موقعيت خود را داشته باشند. در بيشتر موارد اطلاعات موقعيت به منظور محاسبه فاصله بين دو گره خاص براي تخمين مصرف انرژي نياز است. با استفاده از اطلاعات موقعیتی می‌توان راهکارهای موثر مسیریابی ارائه داد که در مصرف انرژی صرفهجویی موثری انجام دهند.

آگاهي از موقعيت ميتواند به وسيله وسايل فيزيکي ماننGPS و يا الگوريتم اکتشاف توپولوژي به دست آيد. تا كنون پروتکلهاي مسيريابي بر اساس موقعيت زيادي ارائه شده است که ميتوان بهMECN ، GAF، GEAR، PGR و ... اشاره کرد. توضيح برخي از اين پروتکلها در ذيل آمده است.

پروتکلهاي مسيريابي آگاه از کيفيت سرويسدهي و جريان شبکه

الگوريتم‌ها نيز موارد ديگري همچون کيفيت سرويس و جريان شبکه را مدنظر قرار داده‌اند. پروتکلهاي آگاه از کيفيت سرويس‌دهي نيازهاي تاخير انتها به انتها، طولعمر شبکه و ... را بررسي ميکنند. پروتکلهايي همچون "جمعآوري داده با حداکثر طولعمر"، "ارسال با حداقل هزينه"، SAR و ... در اين دستهبندي قرار دارند. توضيح برخي از اين پروتکلها در ذيل آمده است.

پروتكل ارسال با حداقل هزينه

پروتكل "ارسال با حداقل هزينه"، هزينة ارتباطي را بر مبناي سه فاكتور تأخير لينك، توان عملياتي و انرژي باقيمانده در گره بنا كرده است. الگوريتم ارائه شده داراي دو فاز مي‌باشد. در فاز اول، گره مركزي بستة interest را در سطح شبكه منتشر مي‌كند. هر گره، با دريافت interest هزينة خود را بر مبناي هزينة دريافتي از گره قبلي و هزينة لينك ارتباطي محاسبه كرده و بسته را با هزينة جديد براي همسايگانش ارسال مي‌دارد. بدين ترتيب، در پايان اين فاز، كلية گرهها هزينة ارتباطي خود تا گره مركزي را تعيين خواهند نمود. فاز دوم به انتقال بسته‌ها به سمت گره مركزي تعلق دارد. در اين فاز، گره‌اي كه بسته‌اي براي ارسال دارد، هزينة ارتباطي خود تا گره مركزي را در سرآيند بسته قرار داده و بسته را براي همسايگان خود منتشر مي‌كند. هر همساية گره، هزينة قرار داده شده در سرآيند بسته را چك مي‌كند. در صورتي كه هزينة ارتباطي اين همسايه تا گره مركزي از هزينة مزبور بيشتر باشد، بدون هرگونه عملياتي، بسته را حذف مي‌كند. ولي در صورتي كه هزينة ارتباطي تا گره مركزي، كمتر از هزينة موجود در سرآيند بسته باشد، ابتدا سرآيند بسته را تغيير مي‌دهد تا هزينة ارتباطي خود تا گره مركزي را شامل شود، و سپس بسته را براي همسايگان خود منتشر مي‌نمايد.

پروتکل SAR

پروتکل SAR، درخت‌هائي را تشكيل مي‌دهد كه ريشة آنها قابليت ارتباط مستقيم با گره مركزي را دارند. يال‌هاي اين درخت با در نظر گرفتن سه عامل كيفيت سرويس، منابع انرژي در هر مسير و سطح اولويت هر بسته تعيين مي‌شوند. بدين ترتيب، مسيرهاي متعددي از گره مركزي به سمت هريك از حسگرها به دست خواهد آمد. در هنگام ارسال اطلاعات، يكي از اين مسيرها بر اساس كيفيت سرويس و منابع موجود روي هر مسير انتخاب مي‌شود.

مسیریابی در شبکه های بیسیم حسگر - قسمت چهارم

مطالب مشابه :

شبیه سازی الگوریتم های فازی شبکه های حسگر بیسیم در متلب

دانلود پایان نامه: الگوریتم مسیریابی شبکه های بیسیم ادهاک

مسیریابی در شبکه های بیسیم حسگر - قسمت چهارم

دانلود مقاله روشهای انتشار اطلاعات در شبکه های حسگر بیسیم

تکنیک های مکان یابی شبکه حسگر بی سیم (ادامه)

کامپیوتر، شبکه های حسگر بیسیم، مقاله انگلیسی با ترجمه، 23 صفحه ترجمه، 2013، 22000 هزارتومان

مقاله شبکه های حسگر بیسیم

روش‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر

فراخوان مقاله شبکه حسگر بی سیم