14709

14709

مدلسازي دوبعدي تحليلي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم خوشه‌بندي شده به منظور مديريت انرژي

دكتري

الكترونيك

اسفندماه 1392

اسفندماه 1392

دكتر مجيد نادري

برق

چكيده: خوشه‌بندي يك روش كنترل مؤثر همبندي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم است كه مي‌تواند مقياس‌پذيري و طول عمر شبكه را افزايش دهد. در اين روشها گره‌هاي شبكه به دسته‌هايي افراز شده و در هر دسته (خوشه) يك گره به عنوان سردسته (سرخوشه) انتخاب مي‌شود. براي توزيع مسئوليت سنگين سرخوشگي، اين مسئوليت در هر زمان بر عهده يكي از گره‌هاي حسگر كه توانايي سرخوشه شدن را دارد قرار مي‌گيرد كه اينكار سبب بوجود آمدن خوشه‌بندي‌هاي جديد مي‌شود. در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم معيارهاي مختلفي بر روي طول عمر گره‌ها اثر دارند. در اين تحقيق، با فرض اينكه همه گره‌هاي حسگر توانايي سرخوشه بودن را دارند و همچنين اين فرض كه همه ارتباطات بين گره ها بصورت يك گامي است، دو الگوريتم خوشه‌بندي وفقي براي مصرف كمتر انرژي و الگوريتم خوشه‌بندي با سربار كم طراحي شده‌اند كه با توجه به آنها اثر معيارهاي تعداد خوشه‌ها، تعداد گره‌هاي حسگر در هر خوشه، دوره تناوب خوشه‌بندي و ترافيك شبكه بر روي طول عمر گره‌ها بررسي مي‌شود. فرض مي‌شود تعداد گره‌هاي حسگر بي‌سيم مستقر در شبكه 400 عدد است. همچنين فرض مي‌شود تعداد خوشه‌ها بين 4 تا 20 خوشه، دوره تناوب خوشه‌بندي بين 4 تا 20 ارسال بسته و ترافيك شبكه بين 100 تا 1000 بسته در ثانيه بصورت متغير باشد. بر اساس مقادير بالا، بيشترين مقدار طول عمر گره 120 روز است كه با استفاده از الگوريتم خوشه‌بندي با سربار كم حاصل مي‌شود كه در اين حالت براي تعداد خوشه‌ها، دوره تناوب خوشه‌بندي و ترافيك شبكه به ترتيب مقادير 4، 4 و 100 درنظر گرفته شده است. با استفاده از الگوريتم خوشه‌بندي وفقي و با درنظرگرفتن مقادير مذكور مي‌توان به طول عمر 9/101 روز دست يافت كه در مقايسه با الگوريتم خوشه‌بندي طراحي شده با سربار كم %8/17 كاهش مي‌يابد و اين نشان مي‌دهد كه الگوريتم خوشه‌بندي با سربار كم الگوريتم مناسبتري است. واژه‌هاي كليدي: خوشه‌بندي، شبكه حسگر بي‌سيم، سرخوشه، كاهش مصرف انرژي، طول عمر شبكه.