دانلود دستیابی به کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی

دستیابی به کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی

دستیابی به کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی

فهرست مطالب:

چکیده ۸

۱- مقدمه ۹

۱-۱- شبکه های حسگر بی سیم. ۹

۱-۱-۱- مسائل مطرح در شبکه های حسگر بی سیم. ۱۲

۱-۱-۲- پوشش محیط در شبکه های حسگر بی سیم. ۱۴

۱-۱-۳- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم. ۱۵

۱-۱-۴- تجمیع داده ها در شبکه های حسگر. ۱۶

۱-۲- کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم. ۱۷

۱-۲-۱- کیفیت سرویس در شبکه های داده ای سنتی.. ۱۹

۱-۲-۲- کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم. ۲۱

۱-۳- آتوماتای یادگیر. ۲۴

۱-۳-۱- آتوماتای یادگیر. ۲۶

۱-۳-۲- معیار‌های رفتار اتوماتای یادگیر. ۲۹

۱-۳-۳- الگوریتمهای یادگیری.. ۳۰

۱-۳-۴- آتوماتای یادگیر با عملهای متغیر. ۳۴

۱-۴- آتوماتای یادگیر سلولی.. ۳۵

۱-۴-۱- آتوماتای سلولی ۳۵

۱-۴-۲- آتوماتای یادگیر سلولی (CLA) 39

۱-۵- اهداف پایان نامه و ساختار آن. ۴۲

۲- پوشش محیط در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیرسلولی ۴۴

۲-۱- مقدمه ۴۴

۲-۱-۱- اشکال مختلف طراحی.. ۴۵

۲-۲- دسته بندی مسائل پوشش در شبکه های حسگر. ۴۶

۲-۲-۱- پوشش ناحیه ای ۴۷

۲-۲-۲- پوشش نقطه ای ۵۰

۲-۲-۳- پوشش مرزی ۵۱

۲-۳- روش پوشش CCP. 53

۲-۳-۱- فرضیات مسئله ۵۳

۲-۳-۲- تشریح روش ۵۳

۲-۴- حل مسئله پوشش(k-پوششی ) با استفاده از آتوماتاهای یادگیر. ۵۵

۲-۴-۱- فرضیات و مدل مسئله. ۵۷

۲-۴-۲- روش تشخیص افزونه بودن نود حسگر. ۵۸

۲-۴-۳- شبیه سازی ۶۸

۲-۵- جمع بندی ۷۵

۳- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی ۷۶

۳-۱- مقدمه ۷۶

۳-۲- کارهای انجام شده ۸۰

۳-۲-۱- پروتکل خوشه بندی LEACH.. 81

۳-۲-۲- پروتکل خوشه بندی HEED.. 84

۳-۳- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر. ۸۹

۳-۳-۱- روش خوشه بندی پیشنهادی.. ۹۰

۳-۳-۲- شبیه سازی ۹۸

۳-۴- جمع بندی ۱۰۳

۴- تجمیع داده ها در شبکه های حسگر با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی ۱۰۴

۴-۱- مقدمه ۱۰۴

۴-۲- کارهای انجام گرفته. ۱۰۵

۴-۳- تجمیع داده ها در شبکه های حسگر با استفاده از اتوماتاهای یادگیر. ۱۰۸

۴-۳-۱- بیان مسئله و مفروضات آن. ۱۰۹

۴-۳-۲- تشریح روش پیشنهادی.. ۱۱۱

۴-۴- شبیه سازی ۱۱۵

۴-۴-۱- ازمایش اول ۱۱۸

۴-۴-۲- ازمایش دوم ۱۱۸

۴-۵- جمع بندی ۱۱۹

۵- نتیجه گیری.. ۱۲۰

۶- پیوست الف: شبکه های حسگر بی سیم. ۱۲۱

۶-۱- تاریخچه شبکه های حسگر. ۱۲۱

۶-۲- ساختار هر گره حسگر. ۱۲۲

۶-۲-۱- اجزاء درونی یک گره حسگر. ۱۲۲

۶-۲-۲- محدودیتهای سخت افزاری یک گره حسگر. ۱۲۴

۶-۳- پشته پروتکلی ۱۲۵

۶-۴- مزایای شبکه های حسگر بیسیم. ۱۲۶

۶-۵- کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم. ۱۲۸

۷- پیوست ب:آتوماتای یادگیرسلولی.. ۱۳۲

۷-۱- تاریخچه آتوماتای یادگیر. ۱۳۲

۷-۲- معیار‌های رفتار اتوماتای یادگیر. ۱۳۳

۷-۳- آتوماتای یادگیر با عملهای متغیر. ۱۳۵

۷-۴- آتوماتای یادگیر تعقیبی.. ۱۳۶

۷-۵- آتوماتای یادگیر سلولی (CLA) 145

۷-۶- آتوماتای یادگیر سلولی باز(OCLA) 148

۷-۷- آتوماتای یادگیر سلولی ناهمگام (ACLA) 149

۸- پیوست ج: شرح نرم افزار jsim و پیاده سازی الگوریتمهای پیشنهادی با آن ۱۵۱

۸-۱- مقدمه ۱۵۱

۸-۲- شبیه ساز jsim 152

۸-۳- پیاده سازی الگوریتم خوشه بندی پیشنهادی.. ۱۵۳

۸-۴- پیاده سازی الگوریتم پوشش پیشنهادی.. ۱۷۵

مراجع. ۱۸۰

فهرست شکلها:

شکل ‏3‑۱) یک مدل ساده از QoS. 18

شکل ‏2‑۱) اتوماتای یادگیر تصادفی.. ۲۸

شکل ‏2‑۹) (الف) همسایگی مور – (ب) همسایگی ون نیومن برای اتوماتای سلولی.. ۳۷

شکل ‏2‑۱۰) قانون ۵۴. ۴۲

شکل ‏4‑۱) پوشش ناحیه ای.. ۴۸

شکل ‏4‑۲)پوشش نقطه ای.. ۵۱

شکل ‏4‑۳) پوشش مرزی.. ۵۲

شکل ‏4‑۴) نود حسگر موقعیت خود و همسایگانش را می داند. ۵۹

شکل ‏4‑۵) مربع گریدی دربرگیرنده دیسک حسگری نود حسگر. ۵۹

شکل ‏4‑۷) تعدادی از نقاط مربع گریدی افزونه بوده و درون دیسک حسگری قرار نمی گیرند. ۶۱

شکل ‏4‑۸) انتخاب شکل گرید به صورت شعاعی و بر روی دوایر متحدالمرکز. ۶۱

شکل ‏4‑۹) محاسبه مکان نقاط گرید بر روی دیسک حسگری با تغییر زاویه و شعاع. ۶۲

شکل ‏4‑۱۰) انتخاب نقاط گرید با فواصل یکسان و بدون افزونگی.. ۶۲

شکل ‏4‑۱۱) ترتیب بررسی نقاط گرید در یک مثال نمونه با f =3. 63

شکل ‏4‑۱۲) تعیین اندازه گرید به صورت مناسب… ۶۵

شکل ‏5‑۱) ارتباطات تک گامی و چندگامی بدون خوشه بندی.. ۷۷

شکل ‏5‑۲)ارتباطات تک گامی و چندگامی با استفاده از خوشه بندی.. ۷۸

شکل ‏5‑۳) شبه کد الگوریتم HEED.. 89

شکل ‏2‑۲) پارامترهای الگوریتم تعقیبی پیوسته CP_RP ۱۳۸

شکل ‏2‑۳) الگوریتم تعقیبی پیوسته CP_RP ۱۳۹

شکل ‏2‑۴) پارامترهای الگوریتم تعقیبی گسسته DP_RI ۱۴۰

شکل ‏2‑۵) الگوریتم تعقیبی گسسته DP_RI ۱۴۱

شکل ‏2‑۶) پارامترهای الگوریتم تعقیبی پیوسته CP_RI ۱۴۲

شکل ‏2‑۷) الگوریتم تعقیبی پیوسته CP_RI ۱۴۳

شکل ‏2‑۸) الگوریتم تعقیبی گسسته DP_RP ۱۴۴

شکل ‏2‑۱۰) قانون ۵۴. ۱۴۸

شکل ‏2‑۱۱) اتصال یک سلول نوعی با انواع محیطها و OCLA.. 148

چکیده:

یک شبکه حسگر بی سیم از تعداد زیادی از نودهای حسگر در یک ناحیه خاص تشکیل شده است که هر یک از آنها توانایی جمع آوری اطلاعات ازمحیط را دارا می باشد و داده های جمع آوری شده را به نود سینک ارسال می کند. هر چند که به طور کلی راجع به شبکه های حسگر بی سیم تحقیقات زیادی صورت گرفته است، در مورد کیفیت سرویس در این شبکه ها هنوز به اندازه کافی کار نشده است. کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم نسبت به شبکه های سنتی بسیار متفاوت است. از آنجایی که زمینه کاربرد این شبکه ها بسیار وسیع می باشد، پارامترهای کیفیت سرویس درآنها متفاوت است. بعضی از پارامترهایی که در ارزیابی کیفیت سرویس مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: پوشش شبکه تعداد بهینه نودهای فعال در شبکه طول عمر شبکه و میزان مصرف انرژی.

تکنیکی که ما جهت بهبود پارامترهای کیفیت سرویس در شبکه ها ی حسگر مورد استفاده قرار داده ایم روش هوشمند اتوماتاهای یادگیر سلولی(CLA) می باشد. اتوماتای یادگیر سلولی یک رهیافت مکاشفه‌ای برای حل مسایل بهینه‌سازی پیچیده می‌باشد که بررسی‌های اخیر برروی آن، کارایی مناسب آن را به عنوان تکنیکی برای حل این‌گونه مسائل نشان داده است.

در این پروژه تعدادی از مسائل اساسی شبکه ها ی حسگر بی سیم مطرح گردیده و با هدف بهبود پارامترهای کیفیت سرویس این مسائل با استفاده از آتوماتاهای یادگیرسلولی حل گردیده اند.

ابتدا مسئله پوشش محیط در شبکه های حسگر را با استفاده از غیر فعال نمودن نودهای غیر ضروری و فعال نگه داشتن بهینه نودها حل می گردد. تا در مصرف انرژی صرفه جویی به عمل آمده و عمر شبکه افزایش یابد و بدین ترتیب به چند پارامتر کیفیت سرویس در شبکه های حسگر به طور همزمان توجه می گردد. سپس به مسئله خوشه بندی در شبکه حسگر پرداخته شده و با استفاده از آتوماتاهای یادگیر شبکه های حسگر به گونه ای خوشه بندی می شوند که انرژی به صورت یکنواخت در شبکه بمصرف رسیده وعمر شبکه افزایش یابد. بنابراین در این روش خوشه بندی معیارهای کیفیت سرویس انرژی و طول عمر شبکه مد نظر قرار می گیرند. و بعد از ان با استفاده از آتوماتاهای یادگیر یک روش تجمیع داده های محیط حسگری پیشنهاد می گردد که در مصرف انرژی شبکه صرفه جویی به عمل آورده و عمر شبکه را افزایش می دهد ولذا به معیارهای انرژی شبکه طول عمر و تعداد نودهای فعال توجه می گردد.

همکاری در فروش فایل  بهترین سایت فروش پاورپوینت