روش هاُی نشر اطلاعات در شبکه های حسگر بیسیم
بهبود مسیریابی داده های حساس به تاخیر در شبکه های حسگر بیسیم بصورت ورد ودر 98صفحه
چکیده
یکی از چالش های مطرح در زمینه شبکههای حسگر ،نحوه مسیریابی و جمعآوری اطلاعات از گرههای شبکه میباشد .از آنجا که این شبکهها از لحاظ منابع انرژی و پردازشی محدودیت دارند،نیازمند روشهای خاصی برای مسیریابی و انتقال اطلاعات میباشند که مصرف انرژی پایینی داشته باشند. برای واضح تر شدن موضوع ،در شبکه های حسگر معمولی یک گره چاهک در وسط شبکه قرار دارد که اطلاعات حس شده توسط آن، به سوی چاهک هدایت میگردد اما طول عمر پایین شبکه به علت از بین رفتن گرههای اطراف چاهک و تاخیر انتها به انتهای زیاد گره به علت انتقال اطلاعات از طریق تعداد نسبتا زیادی گره برای رسیدن به چاهک ، دو مشکل اساسی در ارسال اطلاعات در شبکه های حسگر بیسیم معمولی هستند. دو مشکل ذکر شده ،امروزه به عنوان یکی از مباحث بسیار داغ علمی مطرح است و تاکنون کارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش کارایی در زمینه جمعآوری اطلاعات در این حوزه ، صورت گرفته است. یکی از روشهای مطرح در این زمینه، روش استفاده از چاهک متحرک است که در این روش با حرکت چاهک در کل شبکه اطلاعات از گرههای حسگر جمعآوری میگردد. این روش، پایه بسیاری از روشهای مطرح شده بعدی در جهت حل مشکلات مطرح شده در حوزه مسیریابی و جمعآوری اطلاعات در شبکههای حسگر را تشکیل میدهد که در این پایاننامه مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند و در نهایت از لحاظ قابلیت و نقاط ضعف و قوت، با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند. در این پایاننامه قصد داریم تا با ارایه روشی جامع، ساده و کارا دو مشکل مطرح در این گونه شبکهها که باعث کارایی پایین این شبکهها گردیده را بهینه تر نماییم. روش ارایه شده مبنی بر حرکت چاهک متحرک در طول شبکه است که در آن شبکه به صورت خوشهبندی شده می باشد و با در نظر گرفتن اولویت بستهها در ارسال اطلاعات به چاهک میباشد .نتایج به دست آمده بهبود دو پارامتر ذکر شده را نشان میدهد .
IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL. 46, NO. 4, JULY 2000
Rudolf Ahlswede, Ning Cai, Shuo-Yen Robert Li, Senior Member, IEEE, and
Raymond W. Yeung, Senior Member, IEEE
Abstract—We introduce a new class of problems called network
information flow which is inspired by computer network applications.
Consider a point-to-point communication network on which
a number of information sources are to be mulitcast to certain sets
of destinations. We assume that the information sources are mutually
independent. The problem is to characterize the admissible
coding rate region. This model subsumes all previously studied
models along the same line. In this paper, we study the problem
with one information source, and we have obtained a simple characterization
of the admissible coding rate region. Our result can be
regarded as the Max-flow Min-cut Theorem for network information
flow. Contrary to one’s intuition, our work reveals that it is in
general not optimal to regard the information to be multicast as a
“fluid” which can simply be routed or replicated. Rather, by employing
coding at the nodes, which we refer to as network coding,
bandwidth can in general be saved. This finding may have significant
impact on future design of switching systems.
Index Terms—Diversity coding, multicast, network coding,
switching, multiterminal source coding.
شبکه های بی سیم در محدوده ی شخصی برای انتقال اطلاعات در فاصله های نسبتآ کوتاه در حدود 10 متر استفاده می شوند. بر خلاف شبکه های بی سیم محلی، ارتباط روی WPAN ها نیاز به تجهیزات زیر ساختی کمی دارد و یا اصلآ به چنین تجهیزاتی نیاز ندارد. این خصوصیت راه حل هایی ساده، کارآ از نظر مصرف انرژی و ارزان برای پیاده سازی روی محدوده ی وسیعی از دستگاه ها را فراهم می کند. در این پروژه به مطالعه ی استانداردهای IEEE 802.11 (WIFI) پرداخته ایم. نرخ ارسال در این استاندارد 1مگا بیت تا 54 مگا بیت می باشد که به عنوان یک تکنولوژی شبکه پرسرعت است که بطور وسیعی در خانهها، مدارس، کافهها، هتلها و سایر مکانهای عمومی مانند کنگرهها و فرودگاهها مورد استفاده قرار میگیرد استاندارد IEEE 802.11 در June 1997 برای WLAN ها منتشر شد. این استاندارد شبیه استاندارد 802.3 روی Ethernet نودهای شبکه بیسم نیز توسط آدرس MAC حک شده روی کارت های شبکه آدرس دهی می شوند. در این استاندارد فقط درباره ی دو لایه ی PHY و MAC صحبت شده است. شرکت های بزرگ و معتبری همچون مایکروسافت ، اینتل سیسکو وای بی با شعار کنترل بی سیم آسان و با هدف ایجاد ارتباط بی سیم با اطمینان، با قیمت پایین و مصرف توان کم برای کاربرد های کنترلی بر طبق استاندارد های جهانی به شدت مشغول کار بر روی تکنولوژی wifi هستند .تمرکز اصلی مطالعات در این پروژه بر استانداردهای IEE 802.11 و امنیت شبکه های بیسیم است .
نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و ... بواسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است.
اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشند شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.
تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی
شبکه های محلی (LAN ) برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند . درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژی Wi-Fi مواجه هستیم .
در شبکه های کابلی (که در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بکار می روند ) بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده (هاب یا سوئیچ ) به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد(طول کابل ازنوع CAT5 نبایستی 100 متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) که تجهیزات بکار رفته از دونوع غیر فعال (Passive ) مانند کابل ، پریز، داکت ، پچ پنل و.......... . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و........... هستند .
موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u را برای Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را برای Gigabit Ethernet ( مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.
شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله 30 متر ی آن (بدون مانع ) قرار گیرد. شبکه های بی سیم (Wlan ) یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بکار می برند:
هر دونوع شبکه های کابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.
عوامل مقایسه
در مقایسه شبکه های بی سیم و کابلی می تواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:
نصب و راه اندازی
در شبکه های کابلی بدلیل آنکه به هر یک از ایستگاههای کاری بایستی از محل سویئچ مربوطه کابل کشیده شود با مسائلی همچون سوارخکاری ، داکت کشی ، نصب پریز و......... مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و .......صورت پذیرد
شبکه های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند بنابراین تغییرات در محل فیزیکی ایستگاههای کاری به راحتی امکان پذیر می باشد برای راه اندازی آن کافیست که از روشهای زیر بهره برد:
بنابراین میتوان دریافت که نصب و را ه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آن بسیار مشکلتر نسبت به مورد مشابه یعنی شبکه های بی سیم است .
هزینه
تجهیزاتی همچون هاب ، سوئیچ یا کابل شبکه نسبت به مورد های مشابه در شبکه های بی سیم ارزانتر می باشد اما درنظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است .
قابل به ذکر است که با رشد روز افزون شبکه های بی سیم ، قیمت آن نیز در حال کاهش است .
قابلیت اطمینان
تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد میباشند که دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت کنترل شوند.
تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدنهای پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکههای بیسیم مجاور و ... را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .
کارائی
شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند 10 Mbps سپس به پهنای باندهای بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باند 1Gbps نیز ارائه شده است .
شبکه های بی سیم با استاندارد 802.11b حداکثر پهنای باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهنای باند 54 Mbps را پشتیبانی می کنند حتی در تکنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است علاوه بر این کارائی Wi-Fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر کارائی با افزایش فاصله نسبت به َAccess Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه هائی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری (Client to Server ) دارند کافی نیست .
امنیت
بدلیل اینکه در شبکه های کابلی که به اینترنت هم متصل هستند، وجود دیواره آتش از الزامات است و تجهیزاتی مانند هاب یا سوئیچ به تنهایی قادر به انجام وظایف دیواره آتش نمیباشند، بایستی در چنین شبکه هایی دیواره آتش مجزایی نصب شود.
تجهیزات شبکه های بی سیم مانند Broadband Routerها دیواره آتش بصورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد. از سوی دیگر به دلیل اینکه در شبکههای بیسیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تکنیکهای خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور کامل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری WEP (Wired Equivalent Privacy ) باعث بالا رفتن امنیت در این تجهیزات گردیده است .
با گسترش روز افزون فن آوری اطلاعات وپیشرفته شدن شبکه های کامپیوتری ونیاز به تبادل اطلاعات با سرعت بالا احتیاج به این تکنولوژی بیش از پیش محسوس می باشد.ارتباط شبکه های کامپیوتری به روش سیمی در مسافت های طولانی دارای محدودیت های سرعت ارتباط و مستلزم هزینه های زیاد است.لذا برای حل این مشکل اندیشمندان درصدد برآمدند تااز طریق شبکه های بی سیم محدودیت های موجود را رفع کنند.البته لازم به ذکر است شبکه های بی سیم دارای محدودیت فاصله می باشند به گونه ای که حداکثر فاصله پوشش شبکه های بیسیم ۱۲۰ الی ۱۵۰ کیلومتر است ولی در مقایسه با شبکه های سیمی مزیت های قابل توجهی دارند. برای نمونه میتوان به سرعت بالا نداشتن شارژ ماهیانه هزینه های جاری اشاره کرد. سرعت پیشرفت این نوع شبکه ها به گونه ای بوده است که در حال حاضر اکثر ادارات وسازمان های دولتی ویا موسسات خصوصی به طور چشم گیری از این تکنولوژی استقبال کردند. توضیح دیگر اینکه :شبکه های بی سیم با استفاده از تکنولوژی wi-fi و براساس امواج کار میکند که این امواج دارای فرکانس هایی هستند که ISM نامیده میشوند. فرکانس های ISMبه عنوان فرکانس های آزاد در دنیا معرفی شده و احتیاج به داشتن هیچگونه مجوز یا مدرک از سازمان خاصی نمی باشد. یکی دیگر از مزایای برتر شبکه های بی سیم امکان استفاده از این شبکه ها در جاهایی که حتی از امکانات مخابراتی نیز بی بهره اند، به طور مثال به وسیله این ارتباطات می توان خطوط تلفن را به محل های فاقد امکانات منتقل کرد ویا می توان تصاویر را به صورت واقعی انتقال داد. شاید مهمترین مزیت شبکه های بی سیم قابلیت متحرک بودن آن می باشد بدین معنی که کاربر میتواند بدون نیاز به استفاده از کابل به شبکه متصل شده واطلاعات مورد نظر رادریافت یا انتقال دهد. همین امر باعث صرفه جویی در زمان و هزینه کابل کشی نیز خواهد شد . به طور مثال استفاده از این تکنولوژی در مراکزی چون هتل ها،رستوران ها،مدارس ودیگر سازمانهای دولتی یا خصوصی به سهولت می توان استفاده کرد. از مهمترین نگرانیهای شبکه های بی سیم حفاظت اطلاعات این نوع شبکه هاست که این امر نیز پیش بینی شده وراهکار های مطمئن تعبیه شده است که در این صورت استفاده از این لایه های امنیتی می توان گفت شبکه های بی سیم قطعا از شبکه های سیمی امن تر خواهند بود.
پیشرفت این شبکه ها به گونه ای است که امروز تمامی رایانه های قابل حمل(LAP TAP) وحتی تلفن های همراه نیز به این سیستم مجهز شده اند وحتی تکنولوژی WI-FIدر حال تبدیل به تکنولوژی WI-MAXمیباشد تا بتواند گستره پوشش بیشتری را داشته باشد.
تعداد صفحات :124
فرمت فایل:Word ورد doc
نوع مطلب: مقاله کنفرانس
زبان مقاله: فارسی
قالب مقاله: ورد (Word)
تعداد صفحات: 7 صفحه دوستونی
سال انتشار: 1390
محل انتشار: همایش منطقه ای مهندسی کامپیوتر
در سالهای اخیر استفاده از شبکه های حسگر بیسیم به میزان زیادی گسترش یافته است. در این شبکه ها تعداد زیادی گره سیار ریز به نام سنسور یا حسگر در محیطی قرار داده میشوند و اطلاعات آن محیط را پایش و بررسی میکنند و برای یک سرور به نام Sink یا چاهک ارسال میکنند. این شبکه ها کاربردهای زیادی پیدا کرده اند که از میان آنها میتوان به کاربردهای نظامی، جاسوسی، امنیتی، حفاظت از منازل و دارایی ها، هواشناسی، کنترل زیست محیطی، پایش و نظارت بر حیوانات و گونه های در حال انقراض، کشاورزی، رصد کردن زیر دریا، کاربردهای تجاری و هزاران کاربرد دیگر اشاره کرد.
در زمینه این شبکه ها مسائل باز زیادی وجود دارد و کارهای زیادی میتوان انجام داد. مثلا در زمینه میزان مصرف انرژی به خاطر محدود بودن میزان باتری حسگرها، الگوریتم های مسیریابی برای انتقال اطلاعات به چاهک، امنیت این شبکه ها برای جلوگیری از دستبرد به داده ها، تحمل خطا در زمان بروز مشکلات و ده ها زمینه دیگر. یکی از زمینه هایی که بسیار مهم است، مسیریابی گره هاست. باید کوتاهترین مسیر انتخاب شود و پیام ها به کمک آن مسیر به سینک فرستاده شود. انتخاب مسیر کوتاه باعث میشود که انرژی کمتری از گره های سنسور مصرف شود، چرا که یکی از مسائل مهم در طراحی شبکه های حسگر انرژی محدود این دستگاه هاست که معمولا به کمک باتری تهیه میشود. همچنین نباید همواره مسیریابی از گره های یکسانی انجام شود چرا که در این صورت انرژی برخی از گره ها به سرعت پایان می یاید.
در این مقاله الگوریتم های منطق بازی برای مسیریابی پیام ها بین گره ها در شبکه های حسگر بیسیم بحث شده اند و مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته اند. نکته مهمی که در نظر گرفته شده است بحث میزان مصرف انرژی می باشد.
چکیده
یک شبکه حسگر بیسیم عبارتست از تعداد زیادی حسگرهای کوچک باتوان پایین در ارسال و دریافت که میتواند ابزاری مؤثر برای گردآوری داده در محیطهای گوناگون باشد. داده جمعآوری شده توسط هرحسگر از طریق شبکه با مرکزپردازش ارتباط دارند که این دادهها برای تعیین مشخصات محیط یا شناسایی یک رویداد استفاده میشوند. فرآیند انتقال پیام باید براساس انرژی محدود منابع حسگرها طراحی شود. خوشهبندی حسگرها بهصورت گروهی است. برای اینکه حسگرها بتوانند اطلاعات را به نمایندگانخوشه و سپس نمایندگانخوشه اطلاعات جمعآوری شده را به مرکزپردازش انتقال دهند، باید انرژی ذخیره کنند.. پیشرفتهای اخیر حاکی از آنست که توجه و علاقه به کاربرد شبکههای حسگر بیسیم بیشتر شده است از قبیل مدیریت مشکلات، شناسایی میدان رزم، محافظت حاشیهای و نظارتامنیتی. حسگرها در این کاربردها در مقیاس زیاد گسترش یافته باشند و در محیطهای ناامن به کار گرفتهشدند. برای پشتیبانی از مقیاسپذیری، گرهها بصورت جداازهم گروهبندی شدهاند و بیشتر خوشهها باهم اشتراکی ندارند. در این مقاله به بررسی چندین الگوریتم مسیریابی با استفاده از منطق فازی جهت بالابردن طول عمر شبکه و ذخیره انرژی سنسورها اشاره خواهد شد.
فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
شبکه حسگر بی سیم
ساختار کلی شبکه حسگر بیسیم
ساختار خودکار
ساختار نیمه خودکار
گره مدیر وظیفه
ساختمان گره
پشته پروتکلی
چالشهای شبکه های حسگر بی سیم
پروتکلهای مسیریابی در شبکه حسگر بی سیم
منطق فازی
مسیریابی فازی در شبکه های حسگر بیسیم
یک الگوریتم فازی برای کمینه کردن خطا در شبکه های حسگر بیسیم(FLAME)
مقایسه روشهای فازی
نتیجه گیری
مراجع
این مقاله در قالب فایل ورد (WORD) است و میتوان به راحتی آنرا ویرایش نمود.
*مناسب برای پژوهش در زمینه شبکه های کامپیوتری، شبکه های کامپیوتری پیشرفته، سیستم های توزیعی، شبکه های حسگر بیسیم، شبکه های سیار و بی سیم، سیستم های توزیع شده، سیستم عامل های پیشرفته
کلمات کلیدی:
مقاله کامپیوتر، مقاله ISI کامپیوتر، مقاله آی اس آی کامپیوتر، مقاله 2015 کامپیوتر، مقاله ISI 2015 کامپیوتر، شبکه های کامپیوتری، دانلود مقاله آی اس آی، ISI ، شبکه حسگر بیسیم، مقاله فارسی شبکه حسگر بی سیم، مقاله فارسی شبکه سنسور، مسیریابی در شبکه حسگر بیسیم، الگوریتم های مسیریابی در شبکه سنسور، شبکه های فازی در مسیریابی شبکه حسگر بی سیم، سنسور، تقسیم بندی شبکه، تعمیر توپولوژی، تحمل پذیری خطا، شبکه سنسور بی سیم، یادگیری ماشین، الگوریتم های مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم، الگوریتم های مکانیابی در شبکه های حسگر بیسیم، گره های انکر، گره های لنگرگاه، گره های تکیه گاه، مشخص کردن موقعیت، دانلود رایگان مقاله 2015، مقالات جدید کامپیوتر، شبکه های حسگر بیسیم، سیستم های توزیع شده، دانلود مقاله 2015 کامپیوتر، مقاله 2015 رایگان، دانلود رایگان مقاله 2015 کامپیوتر، کاربرد یادگیری ماشین در شبکه های کامپیوتری، کاربرد یادگیری ماشین در شبکه های حسگر بیسیم، الگوریتم های یادگیری ماشین، شبکه های عصبی مصنوعی، شبکه های پیش خور، شبکه های عصبی پیش تغذیه شده، مقاله مکانیابی در شبکه حسگر بیسیم، الگوریتم های پس انتشار، نرون های چند لایه، نورون های چند لایه، تنظیم بیزی، شبکه های بیزین، مقاله مکانیابی در شبکه سنسور، مشخص کردن موقعیت، wireless sensor networks, wsn, localization in wireless sensor network, localisation in wireless sensor networks, artificial neural networks, ann, feed forward neural networks, tansigmoid transfer function, tan sigmoid transfer function, training algorithms, Bayesian regularization, back propagation algorithms, multi-layer perceptron , ، Network partitioning ، Topology repair ، 2-Vertex connectivity، Fault tolerance ، Relay node placement, Routing in wireless sensor networks
پس از خرید از درگاه امن بانکی لینک دانلود در اختیار شما قرار میگیرد و همچنین به آدرس ایمیل شما فرستاده میشود.
تماس با ما برای راهنمایی، درخواست مقالات و پایان نامه ها و یا ترجمه با آدرس ایمیل:
ArticleEbookFinder@gmail.com
شماره تماس ما در نرم افزار واتس آپ:
+98 921 764 6825
شماره تماس ما در نرم افزار تلگرام:
+98 921 764 6825
توجه: اگر کارت بانکی شما رمز دوم ندارد، در خرید الکترونیکی به مشکل برخورد کردید و یا به هر دلیلی تمایل به پرداخت الکترونیکی ندارید با ما تماس بگیرید تا راههای دیگری برای پرداخت به شما پیشنهاد کنیم.