دسترسی به منابع مقالات : توزیع متعادل مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بیسیم با استفاده از خوشه‌بندی …

پدیده شکست در شبکه به علت از دست دادن انرژی و خاموش شدن گرههای حسگر شبکه است به طوری که حسگرهای فعال توانایی برقراری ارتباط با هم را ندارند.
همان طور که مشاهده میشود تفاوت در مدل حرکتی تاثیر مشهودی در نتایج به دست آمده در متوسط انرژی نمیگذارد.

واریانس انرژی باقیمانده

فرمول واریانس (۵-۱) است که در وضعیتهای مختلف ترافیکی اعمال شده بر شبکه در طول ۱۰۰ ثانیه شبیهسازی آورده شده است.

(۵-۱)

شکل ‏۴‑۲: وارینانس انرژی باقیمانده در گرههای حسگر شبکه بعد از ۱۰۰ ثانیه شبیهسازی
همان طور که دیده میشود با بیشتر شدن تعداد حسگرهای مرده واریانس انرژی مجموعه افزایش پیدا میکند. اگر در نمودار تغییر نداشته باشیم به دلیل آن است که شبکه دچار شکستگی کامل شده است و گرههای حسگر شبکه در وضعیتی قرار گرفته اند که با هم در ارتباط نیستند.

سربار پیغام کنترلی

پیغامهای کنترلی که در طول اجرای مراحل الگوریتم به شبکه تحمیل میشود به دلیل اینکه الگوریتم از نوع الگوریتمهای غیر متمرکز است دارای تعداد بالایی است. در این گونه الگوریتمها گرههای حسگر شبکه برای جمعآوری اطلاعات محلی و شناخت محیط اطراف حجم بالایی از پیغامهای کنترلی را رد و بدل میکنند.
با توجه به اینکه دورهی زمانی الگوریتم روی ۵ ثانیه بسته شده است. حجم بالایی از پیغامهای کنترلی در هر دوره بین گرههای حسگر شبکه رد و بدل میشود.
شکل ‏۴‑۳: تعداد پیغام کنترلی سربار الگوریتم بعد از ۲۰۰ ثانیه شبیهسازی
میتوان گفت در این الگوریتم حجم پیغام کنترلی به ترافیک شبکه بستگی ندارد.
کم شدن تعداد گرههای حسگر فعال در بارهای بالای ترافیک اعمال شده بر روی شبکه باعث کمشدن تعداد پیغام کنترلی میشود.

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت azarim.ir مراجعه نمایید.

گره های حسگر فعال در شبکه

به گرهی حسگری که هنوز انرژی دارد و میتواند در ایجاد ترافیک (حس کردن محیط) و تبادل اطلاعات شرکت کند، گره حسگر فعال (زنده) میگوید . به دلیل اینکه طراحی و نحوه استفاده از گرههای حسگر به شکلی است که نمی توان آنها را دوباره شارژ کرد. پس اگر گرهای انرژی خود را از دست بدهد به خودی خود از شبکه بیرون می رود و دیگر قابل بهرهبرداری نیست. پس تعداد گرههای حسگر زنده در شبکه از پارامترهای مهم در شبکههای حسگر بیسیم است.
شکل ‏۴‑۴: تعداد گرههای فعال در شبکه بعد از ۲۰۰ ثانیه شبیهسازی
در شکل ۴-۴ میبینیم که در حجم ترافیکهای ۱۲ و ۱۴ و ۱۶ پیغام بر ثانیه، مقدار افت نمودار به خاطر اینکه شبکه در بالاترین حجم تبادل اطلاعات است سریعتر است و بعد از آن به خاطر شکستگی در شبکه تغییرات نمودار کم میشود.
به خاطر اینکه الگوریتم طوری طراحی شده است که به ترافیک شبکه بستگی ندارد پس میتوان بیشترین رفتار شبکه را بر حسب نمودار تعداد گرههای فعال شبکه توضیح داد.

این مطلب را هم بخوانید :  دسترسی متن کامل - رابطه هوش هيجاني و رضايت شغلي با رفتار شهروندي سازمانی- قسمت 7

درصد گم شدن(نرسیدن) پیغامها

همان طور که پیش بینی میشد در شبکههای حسگر بیسیم سیار درصد بالایی از پیغامها به مقصد نمیرسند. و درصد گم شدن پیغامها بالا است.
همان طور که ملاحظه میشود به مقدار کمی این درصد در بارهای ترافیکی بالا کاهش مییابد که به دلیل کم شدن تعداد گرههای فعال شبکه است.
شکل ‏۴‑۵: درصد گمشدن پیغامها در شبکه بعد از ۱۰۰ثانیه شبیهسازی
نتایج به دست آمده نشان میدهد محیطهای متحرک به دلیل نداشتن توانایی بر مدیریت رفتار اعضا بسیار غیر قابل پیشبینی است. بااینحال میتوان گفت رفتار گرههای شبکه هنوز هم یک روند طبیعی را دنبال میکند و مانند مدلهای ایستای شبکه به پارامترهای اصلی مثل تعداد گرهی فعال شبکه و ترافیک اعمال شده بر روی شبکه بستگی دارد. در فصل بعد به بررسی این دلیل رفتاری شبکههای حسگر بیسیم سیار میپردازیم.

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادهای آینده

نتایج

با توجه به مشاهدات انجام شده در طول اجرای برنامه بر روی مدلهای حرکتی مختلف به نظر میرسد دو عاملی که بسیار در پیغامدهی و مصرف انرژی دخیل هستند به ویژه برای الگوریتمهایی که از نظر اجرایی مستقل از ترافیک تحمیلی به شبکه هستند، درصد گرههای حسگر فعال و چگالی گرهها در شبکه است که باعث میشود حجم پیغامدهی در دورههای مختلف زمانی فرق کند.
چگالی شبکه به نحوه پراکندگی گرهها در شبکه بستگی دارد. بر اساس مشاهدات انجام شده و مطالعات دیگران میتوان گفت در مدلهای حرکتی ساختگی حتی با اینکه شما در اول شبیهسازی طوری تنظیم کردهاید که با توزیع یکنواخت گرهها در شبکه پراکنده شوند اما بعد از گذشت مدت زمانی کوتاه تراکم عاملهای متحرک در میانه شبکه افزایش مییابد. این امر به خاطر این است که تابع توزیع یکنواخت برای تمام نقاط بعدی که میتواند به عنوان مقصد انتخاب شود شانس یکسانی قائل است اما به خاطر مکان فعلی که قرار گرفته است و در گوشه باشد خودبه‌خود به سمت مرکز متمایل میشود. به همین دلیل چگالی در مرکز شبکه افزایش پیدا میکند و گرهها برای شناختن محیط اطراف خود نیاز به تبادل پیغام بیشتری میشوند.
در شکل (۵-۱) یک توزیع مناسب یکنواخت از گرههای شبکه را میبینید که در طول انجام شبیهسازی تغییر میکند.
شکل ‎۵‑۱: توزیع یکنواخت گرههای حسگر در شبکه
شکل ۵-۲ همین شبکه را در طول شبیه‌سازی در زمانهای میانی نشان میدهد.
شکل ۵-۲: شکل قرار گرفتن گرههای شبکه در طول شبیهسازی
شاید بتوان گفت این عامل مهم‌ترین تفاوتی است که در شبیهسازی مدل‌های متحرک با مدلهای ایستا مشهود است.
درصد گرههای فعال در شبکه نیز به خاطر اینکه مستقیماً با شکست در شبکه رابطه دارند تأثیر خود را در شبکه به‌ویژه هنگامی‌که بار کاری در شبکه زیاد است میگذارد.