شنبه 26 آبان 1397 | Saturday 17 th of November 2018 صفحه اصلی گروه الکترونیکی کامپیوتر
3-1-3 پروتکل های مبتنی بر مکان

اکثر پروتکل¬های مسیریابی برای شبکه¬های حسگر بیسیم، به اطلاعات مکانی حسگرها نیاز دارند. در اکثر موارد این اطلاعات برای محاسبه¬ی فاصله بین حسگرها به منظور تخمین مقدار انرژی مورد نیاز برای ارسال داده¬ها به کار گرفته می¬شوند. با توجه به اینکه هیچ شمای ادرس¬دهی اساسی مثل IP در شبکه¬های حسگر بیسیم وجود ندارد، اطلاعات جغرافیایی می¬تواند کمک بسیار مفیدی برای استفاده¬ی کارامد از انرژی باشد. برای مثال، اگر حسگرها مکان خود را بدانند، درخواست ایستگاه پایه می¬تواند فقط به ان منطقه¬ای ارسال شود که مورد نظر است و بدین صورت از حجم اطلاعات ارسالی تا حد زیادی کاسته می¬شود. برخی از پروتکل¬های این دسته در ابتدا برای شبکه¬های ad hoc طراحی شده¬اند ولی با این وجود در شبکه¬های حسگر بیسیم نیز کاربرد دارند. برخی از پروتکل¬هایی که برای شبکه¬های ad hoc طراحی شده¬اند، برای شبکه¬های حسگر بیسیم مناسب نیستند، زیرا در طراحی انها انرژی حسگرها مورد توجه قرار نگرفته است. در ادامه یکی از پروتکل¬های مطرح از این دسته مورد بحث قرار گرفته است.
3-1-3-1 GEAR
با توجه به اینکه معمولا درخواست¬ها برای یک قسمت مکانی خاص در شبکه است، در این پروتکل سعی شده است که برای ارسال درخواست¬ها به مکان مورد نظر از اطلاعات مکانی حسگرها استفاده شود. در واقع هر حسگری که درخواستی را دریافت می¬کند، سعی می¬کند انرا به ان حسگر همسایه¬ای بفرستد که بطور ضمنی از خودش به مقصد نزدیکتر باشد. بدین صورت به جای اینکه مانند Directed Diffusion یک درخواست در کل شبکه پخش شود، فقط به مکان مورد نظر فرستاده می¬شود و در نتیجه با این روش در مصرف انرژی بیشتر صرفه¬جویی می¬شود.
در GEAR هر حسگر هزینه¬ی تخمین زده شد  و هزینه ی یاد گرفته شده  تا مقصد را دارد. هزینه تخمین زده شده ترکیبی از انرژی باقیمانده و فاصله تا مقصد می¬باشد. در حالیکه هزینه یاد گرفته شده مقدار تصحیح شده¬ی هزینه تخمین زده شده در اطراف حفره¬هاست یک حفره در شبکه وقتی اتفاق می¬افتد که یک حسگر هیچ همسایه¬ای که نزدیکتر از خودش به مقصد باشد نداشته باشد و همچنین خودش نیز به مقصد دسترسی نداشته باشد. اگر هیچ حفره¬ای وجود نداشته باشد، هزینه¬ی یاد گرفته شده برابر با هزینه تخمین زده شده است. وقتی یک داده به مقصد می¬رسد، هزینه یاد گرفته شده به صورت پله پله به عقب (مسیری که طی شده) فرستاده می¬شود تا هزینه¬ها تصحیح شود و بدین صورت برای داده¬های بعدی اطلاعات مسیر اصلاح شده باشد. این الگوریتم شامل دو بخش می¬باشد:
1.ارسال داده ها به سمت منطقه مورد نظر: هر حسگر وقتی یک داده را دریافت کرد، به همسایه¬های خود نگاه می¬کند. اگر همسایه¬ای وجود داشت که از خودش به مقصد نزدیکتر بود، داده را به ان می¬فرستد. در مواقعی که چند همسایه نزدیکتر به مقصد وجود دارند، همسایه¬ای انتخاب می¬شود که از همه به مقصد نزدیکتر باشد. اگر هیچ همسایه¬ای نزدیکتر به مقصد نباشد و خود حسگر نیز به طور مستقیم به مقصد دسترسی نداشته باشد، یک حفره در شبکه اتفاق افتاده است. در این هنگام بر مبنای هزینه¬ی یاد گرفته شده یکی از همسایه¬ها به عنوان گیرنده¬ی داده¬ها انتخاب می¬شود و داده¬ها به ان فرستاده می¬شود. این انتخاب می¬تواند بر مبنای همگرایی هزینه¬ی یاد گرفته شده هر دفعه به روز شود.
2.رساندن داده به مقصد در منطقه مورد نظر: وقتی که داده به منطقه مورد نظر رسید، برای رساندن ان به مقصد از روش ارسال مکانی بازگشتی  و یا از روش Flooding محدود استفاده می¬شود. روش Flooding محدود وقتی که حسگرها به صورت فشرده جایگذاری نشده¬اند، مناسب می¬باشد و در شبکه¬های فشرده روش ارسال مکانی بازگشتی کارایی بهتری از روش Flooding محدود از نقطه نظر مصرف انرژی دارد. در این حالت، منطقه¬ی مورد نظر به چهار زیربخش تقسیم می¬شود و چهار نسخه از داده به انها ارسال می¬شود. این تقسیمات تا انجا ادامه پیدا می¬کند که مناطقی شامل تنها یک حسگر باقی بماند و داده به مقصد برسد. در شکل3-7  این فرایند قابل مشاهده است.
 


شکل 3-7 نحوه عملکرد روش ارسال مکانی بازگشتی.


GEAR با یک پروتکل تقریبا مشابه به نام [Karp_00] GPSR که البته انرژی حسگرها در ان لحاظ نمی¬شود مقایسه می¬شود GPSR یکی از کارهای در زمینه مسیریابی مکانی است که مشکل حفره¬ها را با گراف¬های سطحی حل می¬کند. این پروتکل برای شبکه¬های متحرک ad hoc  طراحی شده است GEAR با صرفه¬جویی در انرژی و مسیریابی مناسب¬تر، بهتر از GPSR عمل، می¬کند. نتایج شبیه¬سازی نشان می¬دهد که در شرایط توزیع نامتعادل ترافیک GEAR نزدیک به %70 تا% 80  بیشتر از GPSR داده انتقال می¬دهد و در شرایط توزیع متعادل ترافیک این مقدار به 25 تا% 35  می¬رسد

Compatability by:
آخرین به روز رسانی سایت: سه شنبه, 22 اسفند 1391 - 00:26