عنوان
بهبود بهره‌وري انرژي در پروتكل‌هاي خوشه‌بندي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم
نويسنده اصلي
طباطبايي جلفايي، سمانه سادات
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي برق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم، مجموعه‌اي از گره‌هاي كوچك با توان محاسباتي و انرژي محدود هستند كه در كاربردهاي صنعتي، زيست‌محيطي و پزشكي براي جمع‌آوري و انتقال داده‌ها به‌كار مي‌روند. محدوديت انرژي در اين گره‌ها، بهينه‌سازي مصرف انرژي را به چالشي كليدي تبديل كرده است. خوشه‌بندي يكي از روش‌هاي مؤثر براي مديريت انرژي در اين شبكه‌ها است كه با تقسيم گره‌ها به گروه‌هاي كوچك‌تر، بار ارتباطي و مصرف انرژي را كاهش مي‌دهد. با اين حال، كارايي خوشه‌بندي به توزيع مناسب گره‌ها و انتخاب بهينه‌ي سرخوشه‌ها وابسته است. بهينه‌سازي خوشه‌ها مي‌تواند با متعادل‌سازي بار شبكه و كاهش انتقال‌هاي غيرضروري، طول عمر شبكه را به‌طور قابل‌توجهي افزايش دهد. در اين پژوهش، براي متعادل‌سازي بار شبكه، از روش خوشه‌بندي دو مرحله‌اي استفاده شده است كه در آن ابتدا سرخوشه‌ها انتخاب مي‌شوند و سپس سرخوشه‌هاي اصلي براي انتقال داده‌ها به ايستگاه پايه تعيين مي‌گردند. براي بهبود اين فرآيند، چگالي محلي هر گره با استفاده ازيك شعاع متغير محاسبه شده و در انتخاب سرخوشه‌ها لحاظ مي‌شود تا توزيع گره‌ها در شبكه به‌طور دقيق‌تري در نظر گرفته شود. دو پارامتر شعاع خوشه‌بندي و حداقل فاصله ميان دو سرخوشه، براي توزيع بهترسرخوشه‌ها به صورت پويا و بر‌اساس تعداد گره‌هاي زنده، انرژي باقي‌مانده و چگالي شبكه تنظيم مي‌شوند. همچنين، با اعمال محدوديت بر تعداد اعضاي هر خوشه، از بارگذاري بيش از حد سرخوشه‌ها جلوگيري شده و تعادل بهتري در مصرف انرژي ايجاد مي‌گردد. گره‌هاي بدون خوشه در صورت نياز به سرخوشه تبديل مي‌شوند تا پوشش شبكه حفظ شود. انتخاب سرخوشه‌ها و سرخوشه‌هاي اصلي با معياري تركيبي، تشكيل شده از انرژي، چگالي محلي و فاصله، بهينه‌سازي شده است تا كارايي شبكه بهبود يابد. شبيه‌سازي‌ها در محيط MATLAB نشان مي‌دهند كه اين روش، زمان مرگ اولين گره و آخرين گره را به‌طور چشمگيري افزايش مي‌دهد و توزيع انرژي را در شبكه متعادل‌تر مي‌كند. اين رويكرد با كاهش مصرف انرژي، كارايي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم را ارتقا مي‌دهد.
شماره ركورد
237712
گرايش رشته تحصيلي
شبكه هاي مخابراتي
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان