دستيابی به كيفيت سرويس در شبكه های حسگر بيسيم با استفاده از آتوماتاهای يادگير سلولی

یکی از رشته های زیر مجموعه فنی مهندسی که علاقمندان بسیاری در کشور ما  دارد رشته کامپیوتر و فناوری اطلاعات هستش که اتفاقا سایت دیجی لود در حال تکمیل سری جدیدی از پایان نامه های ارشد این رشته تحصیلی برای کاربران گرانقدر خود میباشد. دیجی لود در ادامه پایان نامه ” دستيابی به كيفيت سرويس در شبكه های حسگر بيسيم با استفاده از آتوماتاهای يادگير سلولی ”   با فرمت Word (قابل ویرایش) در 210 صفحه را معرفی مینماید.

چکیده پایان نامه دستيابی به كيفيت سرويس در شبكه های حسگر بيسيم با استفاده از آتوماتاهای يادگير سلولی :

کيفيت سرويس در شبکه هاي حسگر بي سيم نسبت به شبکه هاي سنتي بسيار متفاوت است. بعضي از پارامترهايي که در ارزيابي کيفيت سرويس در اين شبکه ها مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از: پوشش شبکه, تعداد بهينه نودهاي فعال در شبکه, طول عمر شبکه و ميزان مصرف انرژي. در اين پايان نامه سه مسئله اساسي شبكه ها ي حسگر بي سيم مطرح گرديده و با هدف بهبود پارامترهاي کيفيت سرويس، براي اين مسائل، راه حلهايي کارا با استفاده از روش هوشمند آتوماتاهای يادگير سلولی ارائه شده است. ابتدا مسئله پوشش محيط در شبكه هاي حسگر را با استفاده از غير فعال نمودن نودهاي غير ضروري و فعال نگه داشتن بهينه نودها حل مي گردد، تا در مصرف انرژي صرفه جويي به عمل آمده و عمر شبکه افزايش يابد. سپس به مسئله خوشه بندي در شبکه حسگر پرداخته شده و با استفاده از آتوماتاهای يادگير سلولی , شبکه هاي حسگر به گونه اي خوشه بندي مي شوند که انرژي به صورت يکنواخت در شبکه بمصرف رسيده وعمر شبکه  افزايش يابد. پس از آن با استفاده از آتوماتاهاي يادگير يک روش تجميع داده هاي محيط حسگري پيشنهاد مي گردد که در مصرف انرژي شبکه صرفه جويي به عمل آورده و عمر شبکه را افزايش مي دهد. همه روشهاي ارائه شده با استفاده از نرم افزار J-Sim شبيه سازي گرديده اند. نتايج شبيه سازي ها نشان دهنده عملکرد بهتر روشهاي پيشنهادي نسبت به روشهاي مشابه مي باشد.

کلمات کليدي: شبکه هاي حسگر بي سيم، آتوماتاهای يادگير سلولی ، کيفيت سرويس،  پوشش، خوشه بندي، تجميع داده ها

فهرست مطالب

چکيده 9

1-  مقدمه. 10

1-1-   شبكه هاي حسگر بي سيم.. 10

1-1-1-   مسائل مطرح در شبکه هاي حسگر بي سيم.. 13

1-1-2-   پوشش محيط در شبكه هاي حسگر بي سيم.. 15

1-1-3-   خوشه بندي در شبکه هاي حسگر بي سيم.. 16

1-1-4-   تجميع داده ها در شبكه هاي حسگر. 17

1-2-   کيفيت سرويس در شبکه هاي حسگر بي سيم.. 18

1-2-1-   کيفيت سرويس در شبکه هاي داده اي سنتي… 20

1-2-2-   کيفيت سرويس در شبکه هاي حسگر بي سيم.. 26

1-3-  آتوماتاهای يادگير سلولی . 29

1-3-1-   آتوماتاي يادگير. 31

1-3-2-   معيار‌هاي رفتار اتوماتاي يادگير. 34

1-3-3-   الگوريتمهاي يادگيري… 35

1-3-4-   آتوماتاي يادگير با عملهاي متغير. 39

1-4-   آتوماتاي يادگير سلولي.. 40

1-4-1-   آتوماتاي سلولي… 40

1-4-2- آتوماتاهای يادگير سلولی  (CLA). 44

1-4-3-   آتوماتاي يادگير سلولي نامنظم (ICLA). 47

1-5-   اهداف پايان نامه و ساختار آن.. 48

2-  پوشش محيط در شبكه هاي حسگر بي سيم با استفاده از آتوماتاهاي يادگيرسلولي   50

2-1-   مقدمه                      50

2-1-1-   اشكال مختلف طراحي… 51

2-2-  دسته بندي مسائل پوشش در شبکه هاي حسگر. 52

2-2-1-   پوشش ناحيه اي… 53

2-2-2-   پوشش نقطه اي    56

2-2-3-   پوشش مرزي    57

2-3-  روش پوشش CCP.. 59

2-3-1-   فرضيات مسئله.. 59

2-3-2-   تشريح روش      59

2-4-  حل مسئله پوشش(k-پوششي ) با استفاده از آتوماتاهاي يادگير. 61

2-4-1-   فرضيات و مدل مسئله.. 63

2-4-2-   روش تشخيص افزونه بودن نود حسگر. 64

2-4-3-   شبيه سازي      72

2-5-  جمع بندي        79

3-  خوشه بندي در شبکه هاي حسگر بي سيم با استفاده از آتوماتاهاي يادگير سلولي   80

3-1-  مقدمه                      80

3-2-  کارهاي انجام شده. 83

3-2-1-   پروتکل خوشه بندي LEACH.. 85

3-2-2-   پروتکل خوشه بندي HEED.. 88

3-3- خوشه بندي در شبکه هاي حسگر بي سيم با استفاده از آتوماتاهاي يادگير سلولي.. 93

3-3-1-   روش خوشه بندي پيشنهادي… 94

3-3-2-   شبيه سازي        102

3-4-  جمع بندي        107

4-  تجميع داده ها در شبكه هاي حسگر با استفاده از آتوماتاهاي يادگير. 108

4-1-   مقدمه                      108

4-2-  كارهاي انجام گرفته. 109

4-3-  تجميع داده ها در شبكه هاي حسگر با استفاده از آتوماتاهاي يادگير. 112

4-3-1-   بيان مسئله و مفروضات آن.. 113

4-3-2-   تشريح روش پيشنهادي… 115

4-4-  شبيه سازي      119

4-4-1-   آزمايش اول      122

4-4-2-   آزمايش دوم      122

4-4-3-   آزمايش سوم    123

4-5-  جمع بندي        125

5-  نتيجه گيري.. 126

6-  پيوست اول: شبكه هاي حسگر بي سيم.. 127

6-1-   تاريخچه شبكه هاي حسگر. 127

6-2-  ساختار هر گره حسگر. 128

6-2-1-   اجزاء دروني يک گره حسگر. 128

6-2-2-   محدوديتهاي سختافزاري يک گره حسگر. 130

6-3-  پشته پروتکلي   131

6-4-  مزاياي شبکه هاي حسگر بيسيم.. 132

6-5-  کاربردهاي شبکه هاي حسگر بيسيم.. 134

7-  پيوست دوم:آتوماتاي يادگيرسلولي.. 138

7-1-   تاريخچه آتوماتاي يادگير. 138

7-2-  معيار‌هاي رفتار اتوماتاي يادگير. 139

7-3-  آتوماتاي يادگير با عملهاي متغير. 141

7-4-  آتوماتاي يادگير تعقيبي.. 142

7-5-  آتوماتاي يادگير سلولي (CLA). 150

7-6-  آتوماتاي يادگير سلولي باز(OCLA). 151

7-7-  آتوماتاي يادگير سلولي ناهمگام (ACLA). 152

8-  پيوست سوم: شرح نرم افزار J-Sim و پياده سازي الگوريتمهاي پيشنهادي با آن   155

8-1-  مقدمه                      155

8-2-  شبيه ساز J-Sim   158

8-2-1-   شبيه سازي شبکه هاي حسگر بي سيم با استفاده از J-sim… 158

8-2-2-   نصب و اجرا          162

8-3- پياده سازي الگوريتم خوشه بندي پيشنهادي.. 163

8-4-  پياده سازي الگوريتم پوشش پيشنهادي.. 185

8-5-  پياده سازي الگوريتم تجميع پيشنهادي.. 190

9-  واژه نامه. 195

مراجع. 199

فهرست شکلها

شکل ‏1‑2: يك مدل ساده از QoS. 19

شکل ‏1‑3: نحوة عملكرد پروتكل RSVP. 22

شکل ‏1‑4 : اتوماتاي يادگير تصادفي.. 33

شکل ‏1‑5: (الف) همسايگي مور –  (ب) همسايگي ون نيومن براي اتوماتاي سلولي.. 42

شکل ‏1‑6: قانون 54.. 47

شکل ‏1‑7: آتوماتاي يادگير سلولي نامنظم. 48

شکل ‏2‑11:  محاسبه  MaxIteration مناسب جهت بدست اوردن پوشش كامل در شبكه. 74

شکل ‏2‑12 :  مقايسه تعداد نودهاي فعال در روشهاي پوشش با درجه پوشش يك…. 75

شکل ‏2‑13 : مقايسه تعداد نودهاي فعال در روشهاي پوشش با درجات پوشش 2 و 3.. 75

شکل ‏2‑14 : مقايسه نسبت ميانگين انرژي نودهاي فعال نسبت به ميانگين انرژي نودهاي غيرفعال با درجه پوشش يك   76

شکل ‏2‑15 : مقايسه نسبت ميانگين انرژي نودهاي فعال نسبت به ميانگين انرژي نودهاي غيرفعال با درجه پوشش دو  76

شکل ‏2‑16 : مقايسه نسبت ميانگين انرژي نودهاي فعال نسبت به ميانگين انرژي نودهاي غيرفعال با درجه پوشش سه 77

شکل ‏2‑17 : مقايسه طول عمر شبكه(زمان از بين رفتن اولين نود) در حالتهاي مختلف…. 78

شکل ‏2‑18 : مقايسه ميزان انرژي مصرفي در الگوريتم پوشش نسبت به كل انرژي مصرفي.. 79

شکل ‏3‑1: ارتباطات تک گامي و چندگامي بدون خوشه بندي.. 81

شکل ‏3‑2: ارتباطات تک گامي و چندگامي با استفاده از خوشه بندي.. 82

شکل ‏3‑3: شبه كد الگوريتم HEED.. 93

شکل ‏3‑4 : مقايسه تعداد خوشه هاي ايجاد شده در روشهاي مختلف خوشه بندي.. 104

شکل ‏3‑5: مقايسه درصد خوشه هاي خالي ايجاد شده در روشهاي مختلف خوشه بندي.. 105

شکل ‏3‑6: مقايسه نرخ ميانگين انرژي سرخوشه ها نسبت به ميانگين انرژي نودهاي معمولي.. 105

شکل ‏3‑7: مقايسه ضريب تغييرات اندازه خوشه ها در روشهاي مختلف خوشه بندي.. 106

شکل ‏3‑8: مقايسه طول عمر شبکه در روشهاي مختلف خوشه بندي.. 107

شکل ‏4‑1: محيط حسگري با نواحي A تا F و حسگرهاي واقع در آنها 115

شکل ‏4‑2: حسگرهاي H ,F ,G ,E ,C ,A و J در يك ناحيه واقعند و تشكيل يك ائتلاف مي دهند. 118

شکل ‏4‑3: محيط حسگري به 9 ناحيه مختلف با داده هاي متفاوت تقسيم بندي شده است…. 120

شکل ‏4‑4: محيط حسگري در زمان 250 دقيقه. 120

شکل ‏4‑5: محيط حسگري در زمان 500 دقيقه. 121

شکل ‏4‑6: محيط حسگري در زمان 750 دقيقه. 121

شکل ‏4‑7: مقايسه تعداد كل بسته هاي دريافتي توسط نود سينك در روشهاي مختلف…. 122

شکل ‏4‑8: مقايسه كل انرژي مصرفي توسط نودها در روشهاي مختلف…. 123

شکل ‏4‑9: مقايسه طول عمر شبکه در روشهاي مختلف تجميع.. 124

شکل ‏4‑10: مقايسه ميزان انرژي مصرفي در الگوريتم تجميع نسبت به كل انرژي مصرفي.. 124

شکل ‏6‑1 : اجزاء دروني يک گره حسگر. 129

شکل ‏6‑2 : پشته پروتکلي شبکه هاي حسگر. 131

شکل ‏6‑3 : نمونه کاربردهاي شبکه هاي حسگر بيسيم. 135

شکل ‏8‑1 : محيط شبکه حسگربي سيم. 159

شکل ‏8‑2 : مدل يک نود حسگربي سيم. 159

شکل ‏8‑3 : تنظيم jdk در نرم افزار J-Sim.. 162

شکل ‏8‑4 : اجراي نرم افزار J-Sim.. 163

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، میتوانید از کلیه کارتهای عضو شتاب  استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.