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.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

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) ازL_j گره میانی تشکیل شده باشد آنگاه مسیر j ام می ­تواند در L_j صف^[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 t_i,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,….,x_n)=(3-20)
x_i متغیر بولی برای گره v_i است. 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 شبکهG_s->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: