چهارشنبه 28 شهریور 1397 | Wednesday 19 th of September 2018 صفحه اصلی گروه الکترونیکی کامپیوتر
3-1-4 پروتکل های مبتنی بر جریان شبکه و کیفیت خدمات

اکثر پروتکل¬های مسیریابی برای شبکه¬های حسگر بیسیم در تقسیم¬بندی¬های قبلی می¬گنجند. تنها تعدادی از پروتکل¬ها وجود دارند که می¬توان ان¬ها را در این تقسیم¬بندی قرار داد. در پروتکل¬های بر مبنای جریان شبکه، مسیریابی و تعیین مسیرها به عنوان یک مساله¬ی جریان شبکه مطرح می¬شود و این مساله توسط روش¬های فعلی برای ان، حل می¬شود. در پروتکل¬های بر مبنای کیفیت خدمات، تأخیر ارسال داده به عنوان مساله¬ی اصلی مطرح می¬شود. یکی از این پروتکل¬ها در زیر بررسی شده است.

3-1-4-1[Sohrabi 99]  SAR
این پروتکل، اولین روش برای مسیریابی در شبکه¬های حسگر بیسیم بود که در ان ایده¬ی QOS مطرح شده بود دو روش SMAC و EAR برای لایه¬ی MAC  در این پروتکل معرفی شده است که در ادامه توضیح داده می¬شوند.
SMAC برای برقراری ارتباط بین دو حسگر ثابت طراحی شده است. در این روش هر حسگر به یک مقدار تصادفی در حالت سکوت  فرو می¬رود. بعد از اتمام این دوره هر حسگر به اندازه¬ی یک مدت تصادفی به پیغام¬ها گوش می¬کند. در صورتی که هیچ پیغام دعوتی   (TYPE 1) از همسایه¬ها در این زمان دریافت نکرد، خودش این پیغام را ارسال می¬کند. اگر یکی از حسگرهای همسایه در حال گوش کردن به شبکه بود و این پیغام را دریافت کرد پیغام پاسخ(TYPE 2) را به فرستنده می¬فرستد. نکته جالب اینجاست که برای جلوگیری از تداخل پیغام¬ها، هر حسگر پیغام پاسخ خود را پس از یک زمان تصادفی می¬فرستد. حسگر اول که پیغام دعوت را فرستاده بود، یکی از پاسخ دهندگان را بر مبنای اولین پاسخ¬دهنده یا  SNR سیگنال دریافتی انتخاب می¬کند و به ان یک پیغام TYPE 3 می¬فرستد که در ان زمان¬بندی کارش وجود دارد. حسگر گیرنده این اطلاعات را با اطلاعات و برنامه¬ی خود مقایسه کرده و دو برش زمانی و یک فرکانس تصادفی را در قالب پیغام  TYPE 4 به فرستنده می¬فرستد. انتخاب فرکانس تصادفی به این دلیل است که بین سیگنال¬های همسایه¬ها تداخل بوجود نیاید. بدین صورت بین دو حسگر همسایه یک راه ارتباطی بوجود می¬اید. با وصل شدن همسایه¬ها به یکدیگر، حسگرها در شبکه به هم وصل می¬شوند. شکل3-3  نمایانگر عملکرد SMAC است.
 



شکل 3-8 نحوه عملکرد روش .SMAC


همان¬طور که شکل 3-3 نشان می¬دهد، در شبکه¬ی موجود که توپولوژی ان نیز نشان داده شده، جفت گره¬های (A,D) و (B,C) یکدیگر را پیدا کرده¬اند و با یکدیگر ارتباط برقرار کرده¬اند. در قسمت پایین شکل، به عنوان مثال، انتخاب شدن گره¬ی B توسط گره¬ی C نشان داده شده است. همان¬طور که ملاحظه می¬کنید، گره¬ی B گره¬ی C را به G ترجیح داده است.
EAR حالت بهبود یافته¬ی پروتکل SMAC است که ارتباط بین حسگرهای متحرک با بقیه حسگرها را شامل می¬شود. در این پروتکل حسگرهای ثابت تا زمانی که برش زمانی خالی دارند به صورت متناوب، پیغام دعوت را می¬فرستند. اگر یک حسگر متحرک یک پیغام دعوت را دریافت کند که SNR ان از یک حد استانه بالاتر باشد و بتواند به ان حسگر یک جفت برش زمانی مناسب تخصیص دهد، با ان حسگر یک لینک برقرار می¬کند. این ارتباط تا زمانی ادامه پیدا می¬کند که SNR سیگنالهای بین این دو از یک حد استانه پایین¬تر نرود. شکل3-4 نمایانگر این موضوع است.
 


شکل 3-9 چگونگی ارتباط حسگرهای متحرک با حسگرهای ثابت در پروتکل .EAR



پس از برقراری ارتباط در لایه MAC، مسیریابی توسط پروتکل SAR انجام می¬شود. در SAR درخت¬های مختلفی از ایستگاه پایه به بقیه¬ی حسگرها در شبکه شروع به رشد کردن می¬کنند. تلاش بر این است که درخت¬های مختلف که به یک حسگر می¬رسند، لینک¬های مشابه نداشته باشند. بدین صورت چندین مسیر مختلف بین ایستگاه پایه و حسگرها ایجاد می¬شود. برای انتخاب بهترین مسیر، سه پارامتر مورد نظر است که عبارتند از:
1. منابع انرژی
2. کیفیت خدمات
3. اهمیت داده¬ها  
پارامترهای کیفیت خدمات و اهمیت داده¬ها را باهم تحت عنوان معیاری به نام متریک QOS وزن¬دار  معرفی می¬کنند. بدین صورت تلاش می¬شود تا مسیری انتخاب شود که این متریک در ان حداقل باشد. این درخت¬ها به صورت متناوب به روز می¬شوند تا اگر حسگری از کار افتاد شبکه این تغییرات را متوجه شود. درشکل3-5 چندین درخت بدست امده در یک شبیه¬سازی نشان داده شد¬ه¬اند.


 
شکل 3-10 چند مثال از درخت¬های بدست امده در SAR



الگوریتم SAR مسیرهای مختلفی از حسگرها به ایستگاه پایه ایجاد می¬کند. این امر باعث می¬شود که در صورت ایجاد اشکال در یک مسیر، مسیر دیگری به راحتی جایگزین شود. اما نگهداری و به روز کردن مسیرها و جداول مختلف در زمانیکه تعداد حسگرها در شبکه زیاد است، بسیار مشکل است

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