ترجمه مقاله : DECH: روش های توزیع یکسان سرخوشه ها برای پروتکل های طبقه بندی در شبکه حسگر بیسیم
چکیده:
کارهای تحقیقاتی اخیر بر توسعه شبکه‌های حسگر بی سیم تمرکز می‌کند، که منجر به ورود پروتکل‌های جدید می‌شود. یکی از اهداف پروتکل مسیریابی کاهش مصرف انرژی است. از تکنیک‌های خوشه‌بندی در پروتکل‌های مسیریابی برای افزایش طول عمر شبکه و کاهش سربار شبکه استفاده می‌شود. پروتکل‌های خوشه‌بندی اصلی مانند LEACH، TEEN، DEEC و DSBCAهستند که به طور تصادفی گره‌ها یا سرخوشهها را برای شروع فرآیند خوشه‌بندی انتخاب می‌کند. در اینجا ما یک تکنیک پیش خوشه‌بندی جدید را ارائه می‌دهیم که باعث بهبود طول عمر شبکه حسگر بیسیم می‌شود و همچنین توان عملیاتی را افزایش می‌دهد. تکنیک ارائه شده روی پروتکل‌هایی که در بالا گفته شد اجرا می‌شود، که به صورت مساوی نودهای فعال یا سرخوشهها را به صورت تصادفی بر اساس هزینه لینک توزیع می‌کند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که دوره پایداری، طول عمر شبکه و توان عملیاتی از پروتکل‌های مسیریابی انتخابی با استفاده از روش DECH بهبود یافته است.
کلمات کلیدی: پروتکل‌های مسیریابی، شبکه حسگر بیسیم، سرخوشهها ،خوشه و DECH.
مقدمه:
شبکه حسگر بیسیم شامل گره‌هایی هستند که می‌توانند حس، ذخیره و دریافت و ارسال کنند. یکی از مزایای کلیدی شبکه حسگر بیسیم توانایی‌شان برای عملکردی که در محیط‌های پر خطر دارند به خصوص زمانی که دسترسی مستقیم انسان یک ریسک است و یا در بعضی مواقع ناکارامد و غیر امکان‌پذیر است. شبکه‌های حسگر بیسیم به طور گسترده در نظامی، هسته‌ای یا اتمی، زیستی و تشخیص حملات شیمیایی، کنترل دما، تشخیص آتش و نجات، کشاورزی و آلودگی هوا استفاده می‌شود.
حسگرهای یک شبکه می‌توانند همچنین مقادیر هواسنجی مانند دما و فشار را جمع‌آوری کنند. این اطلاعات جمع‌آوری شده می‌تواند برای پیش‌بینی هوا و یا تشخیص بلایای طبیعی استفاده شود. در برنامه‌های نظامی شبکه‌های حسگر برای تشخیص جابجایی اشیاء، اندازه‌گیری ترکیبات هوایی و پیدا کردن هر یک از اجزای ترکیب درون آن پوشش هوایی استفاده می شود.
زمانی که حسگرها محدودیت انرژی دارند گره‌های دورتر انرژی بیشتری برای ارسال داده به سینک مصرف می‌کنند و این باعث می‌شود که طول عمر شبکه زودتر تمام شود. زمانی که طول عمر شبکه کاهش یافت خوشه‌بندی برای شبکه حسگر بیسیم مطرح شد. پروتکل‌های خوشه‌بندی نه تنها روی گروه‌بندی تمرکز می‌کند بلکه روی انتخاب سرخوشهها و تغییر آن به صورت دوره‌ای تمرکز می‌کند. یک سرخوشه می‌تواند توسط گره‌هایی انتخاب شود یا به صورت از پیش توسط طراح شبکه تعیین شود. تجمیع و ترکیب داده‌ها نقش مهمی را در خوشه‌بندی بازی می‌کند. یک گره حسگر داده‌ها را به صورت مستقیم به سینک ارسال نمی‌کند بلکه داده‌ها را به سرخوشه ارسال می‌کندو سرخوشه آن را تجمیع می‌کند و داده‌های افزونه را دور می‌اندازد و سرانجام به سینک ارسال می‌کند. خوشه‌بندی اندازه جدول ارسال را با مکان‌یابی مسیرها درون خوشه کاهش می‌دهد. مورد کلیدی در خوشه‌بندی این است که داده‌ها از سرخوشه به سینک ارسال می‌شود. زمانی که ارتباط بین خوشه‌ها در خوشه‌بندی مد نظر است پهنای‌باند ارتباطی مورد استفاده کاهش می‌یابد. سرخوشهها محاسبات را روی داده‌های جمع‌آوری شده اجرا می‌کند و داده‌های افزونه را حذف و سپس مقدار داده‌هایی که به سینک ارسال می‌شود کاهش می‌یابد.
پروتکل‌های خوشه‌بندی برای شبکه‌های حسگر بیسیم وابسته به این است که شبکه همگن است یا ناهمگن.LEACH وTEEN پروتکل‌هایی هستند که در شبکه حسگر بیسیم همگن استفاده می‌شود و سطح انرژی گره‌ها یکسان است. DEEC وSEP پروتکل‌های خوشه‌بندی در شبکه‌های حسگر بیسیم ناهمگن هستند که سطح انرژی‌شان متفاوت است. در همه این پروتکل‌ها اول سرخوشه انتخاب می‌شود و سپس خوشه شکل می‌گیرد و و سپس گره‌ها داده‌ها را به سرخوشه ارسال و سرخوشه آن را تجمیع و سپس به سینک ارسال می‌کند.
در این مقاله ما یک تکنیک جدید DECH را پیشنهاد دادیم که کارایی انرژی یا به اصطلاح طول عمر و توان عملیاتی را در هر چهار پروتکل افزایش می‌دهد. به طور تصادفی گره‌های فعال برای شروع فرایند خوشه‌بندی همه پروتکل‌های خوشه‌بندی انتخابی. اگرچه بعضی از سرخوشهها ممکن است در نزدیکی هم باشند و بهینه نباشد. در روش پیشنهادی بهینه، گره‌های نزدیکتر انتخابی را به صورت تصادفی قرار می‌دهد تا هزینه لینک حداقل شود.
DECH: Equally Distributed Cluster Heads Technique for Clustering Protocols in WSNs
Abstract
Recent research works focus on the development of wireless sensor networks, leading to the arrival of new protocols. One of the goals of a routing protocol is reducing the power consumption. Clustering techniques are used in routing protocols to increase network lifetime and reduce network overhead. Major clustering protocols like LEACH, TEEN, DEEC and DSBCA randomly select nodes or cluster heads to initiate the clustering process. Here we propose a new pre-clustering technique that improves the life time of WSN and also increases the throughput. The proposed technique has been implemented on the above said protocols, which equally distributes the randomly triggered nodes or Cluster Heads based on link cost. The simulation results show that the stability period, network lifetime and throughput of the selected routing protocols have been improved using DECH technique.
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد