بهینه سازی ارسال فراگیر در شبکه های MANET و WSN با داده کاوی مکانی (الگوریتم DBSCAN)

مقاله بهینه سازی ارسال فراگیر در شبکه های MANET و WSN با داده کاوی مکانی

در این بخش مقاله بهینه سازی ارسال فراگیر در شبکه های MANET و WSN با داده کاوی مکانی (الگوریتم DBSCAN) را به صورت PDF و به زبان فارسی برای دانلود رایگان قرار دادیم که در ادامه به چکیده و مقدمه ای از این مقاله کاربرد داده کاوی در شبکه های بی سیم پرداخته و فهرست مطالب ارائه شده در آن به همراه لینک دانلود رایگان مقاله قرار داده شده است.

چکیده مقاله

در این مقاله، به کمک الگوریتم خوشه بندی مبتنی چگالی برای برنامه های کاربردی با نویز (Density Based Spatial Clustering of Applications with Noise – DBSCAN) راهی برای یافتن کوتاه ترین مسیر مشترک، در میان اعضای شبکه با عضو های نا آگاه از موقعیت مکانی، ارائه شده است. یکی از دشواری های اصلی در شبکه های حسگر بی سیم (WSN) و شبکه های ادهاک سیار موردی (MANET – Ad Hoc)، رساندن پیامی به تمام اعضا می باشد. با کاهش تعداد اعضای شرکت کننده در فرآیند ارسال، کارایی ارسال یک پیام به تمام اعضا افزایش خواهد یافت. در صورتی که اعضای شبکه آگاه از موقعيت مکانی باشند، تعیین مجموعه ارسال کننده چندان دشوار نیست، ولی آگاهی از موقعیت مکانی همیشه میسر نمی باشد.

برای وضعیت عدم آگاهی از موقعیت مکانی، از الگوریتم پیشنهادی در این مقاله جهت بدست آوردن مجموعه بهینه استفاده کردیم، سپس نتایج حاصل از به کار گیری این الگوریتم را با دیگر الگوریتم ها، از طريق مقایسه به نام بازده مقایسه نمودیم. برای مقایسه ابتدا بازده الگوریتم پیشنهادی از لحاظ تئوری تحلیل شد، سپس نتیجه با دیگر الگوریتم ها مقایسه گردید. شبیه سازی الگوریتم با نرم افزار JSIM صورت گرفت که کد نویسی در آن با زبان جاوا انجام شده است. نتایج حاصل از بخش شبیه سازی، با نتایج حاصل از بخش تئوري تطبيق داشته است.

مقدمه مقاله

شبکه ادهاک بی سیم شبکه ای غیر متمرکز می باشد که دارای شالوده ای از پیش تعیین شده نیست و همه نودهای موجود در آن باید در مسیریابی ارسال پیام به دیگر نودها شرکت کننده. شبکه های حسگر بی سیم (Wireless Sensor Network – WSN) حالت خاصی از شبکه های ادهاک (Ad Hoc) می باشد. این شبکه ها مجموعه ای از ابزارهای کوچکی به نام نود هستند، و امکان حس کردن کامل یک محیط را دارا می باشند. تا کنون کاربردهای متنوعی از شبکه های حسگر بی سیم (WSN) ارائه و پیاده سازی شده است.

این کاربردها از کنترل خانه (Smart Home) تا رهگیری حیوانات و حتی کاربردهای نظامی را نیز شامل می شود. ارسال فراگیر (Broadcast) فرآیندی است که در آن پیامی که توسط یک نود ارسال می شود باید به دست تمامی اعضای شبکه برسد. یکی از چالش ها در شبکه های Ad Hoc و حسگر بی سیم، رساندن سریع پیام به تمام اعضا در شبکه است. بعلاوه انتقال تنها یک بایت توسط یک نود، هزینه ای بیش از اجرای عملیات محاسباتی بر روی همان بایت و توسط CPU همان نود، خواهد داشت. از این رو می بایست تا حد امکان ارسال بیهوده انجام نداد.

با توجه به آنچه گفته شد، کاهش مکالمات در شبکه های ادهاک (Ad Hoc) و شبکه های حسگر بی سیم (WSN) مطلوب می باشد، به طور کلی الگوریتم های ارسال فراگیر به چهار دسته کلی زیر تقسیم می شونده:

• Simple Flooding : هر نود موجود در شبکه، هر پیام دریافتی را دقیقا یک بار ارسال مجدد (rebroadcast) می کند.
• Probability Based : در روش های این دسته، به هر نود برای ارسال مجدد، احتمالی تخصیص داده می شود. نودها از این احتمال ها برای تعیین نحوه انجام عمل ارسال مجدد، استفاده می کنند.
• Area Based : در روش های این دسته، فاصله مشترک ارسال، در میان نودها در نظر گرفته می شود و نودی عمل ارسال مجدد را انجام می دهد که ناحیه پوشش مناسبی داشته باشد.
• Neighborhood Based : وضعیت همسایه ها توسط روش هایی که در این دسته قرار می گیرند، نگهداری می شود. نودها از این اطلاعات برای تعیین نحوه ارسال مجدد استفاده خواهند کرد.