شنبه 26 آبان 1397 | Saturday 17 th of November 2018 صفحه اصلی گروه الکترونیکی کامپیوتر
1-4-3 فاز حالت پایدار

عملکرد شبکه در فاز حالت پایدار، به تعدادی فریم زمانی تقسیم می¬شود که در هر فریم کل گره¬های یک خوشه، داده¬ی خود را در برش زمانی در نظر گرفته شده برای ان¬ها به سرخوشه می¬فرستند. با توجه با اینکه طول برش زمانی در نظر گرفته شده برای هر گره ثابت است، طول یک فریم زمانی بستگی به تعداد گره¬های خوشه دارد. شکل 4-5  قسمت¬های تشکیل دهنده¬ی یک دور را در LEACH نشان می¬دهد.


 
شکل 4-5 تقسیم¬بندی یک دور در پروتکل LEACH


در پروتکل LEACH فرض بر این است که گره¬ها همیشه با یکدیگر همگام هستند و فاز را¬ه¬اندازی را همزمان با یکدیگر اغاز می¬کنند. برای تحقق بخشیدن به این امر، می¬توان کاری کرد که ایستگاه پایه پالس¬های همگام سازی برای گره¬های شبکه ارسال کند. همچنین برای کاهش مصرف انرژی هر گره¬ی NON-CH بر اساس قدرت سیگنال ADV دریافتی از، سرخوشه از مکانیزم کنترل توان برای تنظیم توان ارتباطات بعدی¬اش در دور جاری با سرخوشه استفاده می¬کند. علاوه بر این همان طور که قبلا نیز بیان شد، اجزای رادیویی هر گره¬ی NON-CH تا هنگام فرا رسیدن برش زمانی مربوط به خودش خاموش می¬باشند.
در LEACH با توجه به اینکه طراحی پروتکل برای حالتی انجام شده که تمام گره¬ها داده برای ارسال به سرخوشه دارند، استفاده از روش TDMA بهره¬گیری موثر از پهنای باند خواهد بود و نشان دهنده¬ی یک روشِ با تاخیر کم  و کارا در مصرف انرژی می¬باشد.
هنگامیکه سرخوشه تمامی داده¬های گره¬های خوشه¬اش را دریافت کرد از عمل ترکیب داده برای بهبود سیگنال مشترک و کاهش نویز ناهمبسته  در بین سیگنال¬های دریافتی استفاده می¬کند. در LEACH فرض بر همبستگی کامل  بین سیگنال¬های یک خوشه می¬باشد، به گونه¬ای که تمام سیگنال¬های منفرد می¬توانند ترکیب شده و به یک سیگنال نماینده تبدیل شوند .
داده¬ی حاصل، از سرخوشه به ایستگاه پایه ارسال می¬شود و چون ایستگاه پایه ممکن است از سرخوشه دور باشد و طول پیام¬های داده نیز زیاد است، این ارسال با انرژی مصرفی زیادی همراه است.
در بحث¬های قبلی، ارتباطات درون یک خوشه توضیح داده شد که در ا ن¬ها پروتکل¬های MAC و مسیریابی به گونه¬ای طراحی شده¬اند که مصرف پایین انرژی در گره¬ها و عدم رخداد تصادم بین داده¬ها در یک خوشه تضمین شود. با این حال چون امواج رادیویی ذاتا رسانه¬ای پخشی هستند، به طرز اجتناب ناپذیری انتقال اطلاعات در یک خوشه تاثیر منفی روی ارتباطات خو شه¬های همسایه می¬گذارد. برای کاهش تداخل بین خوشه¬ها، در LEACH  ارتباطات هر خوشه با استفاده از روش طیف گسترده با توالی مستقیم یا DSSS انجام می¬شود. هر خوشه از یک کد توزیعی  یکتا استفاده می¬کند و تمام گره¬های خوشه داده¬هایشان را با استفاده از این کد توزیعی ارسال می¬کنند و سرخوشه سیگنال¬های دریافتی را بر اساس این کدهای توزیعی فیلتر می¬کند. به این گونه تخصیص کد، تخصیص کد بر مبنای فرستنده  گفته می¬شود. به اولین سرخوشه¬ای که پیام ADV را برای دور اتی می¬فرستد، اولین کد موجود در یک لیست کد از پیش تعریف شده اختصاص می¬یابد و دومین کد به دومین سرخوشه¬ای که ADV فرستاده و به همین ترتیب به تمامی سرخوشه¬ها یک کد توزیعی اختصاص می¬یابد. اگر تعداد کدهای موجود به حد کافی باشد، خوشه¬های همسایه با احتمال خوبی باهم تداخل نخواهند داشت. برای کاهش بیشتر این احتمال (احتمال تداخل خوشه¬های همسایه با یکدیگر) و همچنین برای دستیابی بیشتر به هدف کارایی در مصرف انرژی، هر گره، توان ارتباطی خود را تنظیم می¬کند تا سیگنال ان به مقدار کمی به داخل خوشه¬های همسایه نفوذ کند.
داده¬های ترکیب شده در گره¬های سرخوشه با روش CSMA و با استفاده از یک کد توزیعی برای تمامی سرخوشه¬ها  برای ایستگاه پایه فرستاده می¬شوند. هنگامیکه یک سرخوشه داده¬ای برای ارسال دارد (در انتهای فریم زمانی¬اش) باید کانال را شنود کند تا ببیند که ایا گره دیگری با استفاده از کد توزیعی ثابت ذکر شده (کد توزیعی مربوط به ایستگاه پایه) در حال ارسال هست یا خیر. اگر این طور باشد، مدتی برای ارسال داده¬اش صبر می¬کند و در غیر این صورت سرخوشه مذکور با استفاده از کد توزیعی مربوط به ایستگاه پایه داده¬اش را می¬فرستد.
جدول 4-1 پروتکل¬های MAC استفاده شده در مراحل مختلف LEACH را به همراه تعداد بسته¬های رد و بدل شده در هر بخش نشان می¬دهد. ستون اخر نشان دهنده¬ی این است که ایا احتمال رخداد تصادم در این مرحله زیاد است یا خیر.
 


جدول 4-1 پروتکل های MAC استفاده شده و تعداد بسته های ارi 07]


با توجه به مطالب ذکر شده، در فاز حالت پایدار از LEACH  با فرض اختیار داشتن کدهای توزیعی کافی، تصادم رخ نمی¬دهد، اما در تمام مراحل فاز راه¬اندازی احتمال رخداد تصادم وجود دارد و این احتمال در بخش دوم از این فاز که تعداد بسته¬های ارسالی زیاد است، بسیار بیشتر است.
لازم به ذکر است که اشکال استفاده از روش DSSS در ارتباطات داخل خوشه، نیاز این روش به همگام¬سازی زمانی بسیار دقیق است که ممکن است نیاز به یک سری ارتباطات اضافه بین  سرخوشه و اعضای خوشه داشته باشد.
در شکل 4-6 فلوچارت مربوط به فاز حالت پایدار در LEACH نشان داده شده است. عبارت Data Fusion در شکل را  می¬توان معادل با ترکیب داده¬ها در نظر گرفت.


 
شکل 4-6فلوچارت فاز حالت پایدار در LEACH [Amini 07]

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