-
دسترسی آزاد مقاله
1 - بیشینه¬سازی طول عمر شبکه¬های حسگر صوتی زیر¬آبی با جایگذاری بهینه گره¬های رله
زهرا محمدی محدثه سلیمان¬پور¬مقدم داریوش عباسی¬مقدم سیامک طالبیشبکه های حسگر صوتی زیر آبی به دلیل ویژگی های مطلوب خود و کاربرد های عملی گسترده در زمینه های ارتباطی مختلف، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. از آن جا که گره های حسگر زیر آبی دارای هزینه ی بالا و پیچیدگی جایگذاری هستند، افزایش طول عمر این شبکه ها از اهمیت زیادی برخوردا چکیده کاملشبکه های حسگر صوتی زیر آبی به دلیل ویژگی های مطلوب خود و کاربرد های عملی گسترده در زمینه های ارتباطی مختلف، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. از آن جا که گره های حسگر زیر آبی دارای هزینه ی بالا و پیچیدگی جایگذاری هستند، افزایش طول عمر این شبکه ها از اهمیت زیادی برخوردار است. گره های رله نقش مهمی در کاهش فاصله مخابراتی و انرژی مصرفی دارند. اما، مسئله مهم قرار گیری بهره ور گره های رله اطراف گره های بحرانی شبکه به منظور جلوگیری از حذف آن ها و در نتیجه افزایش طول عمر شبکه است. برای این منظور، در این مقاله روشی جدید به نام جایگذاری بهره ور گره رله (ERS) معرفی شده است که شامل فرمول بندی کردن مکان هر گره رله به صورت یک مسئله بهینه سازی غیر محدب است. در حقیقت، وجود قیود تفاضل محدب منجر به غیر محدب شدن مسئله بهینه سازی پیشنهادی می شود و دستیابی به جواب بهینه را دشوار می سازد. از این رو، در گام بعد با پیشنهاد یک تبدیل جدید، مسئله مذکور به معادل محدب خود تبدیل می-شود. مهم ترین مزیت مسئله برنامه ریزی محدب، قابلیت دستیابی به جواب بهینه مسئله است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده برتری عملکرد روش پیشنهادی در طول عمر و بهره وری نسبت به روش ابتکاری پیشین تنظیم گره رله (RA) است. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
2 - Data Aggregation Tree Structure in Wireless Sensor Networks Using Cuckoo Optimization Algorithm
Elham mohsenifard Behnam TalebiWireless sensor networks (WSNs) consist of numerous tiny sensors which can be regarded as a robust tool for collecting and aggregating data in different data environments. The energy of these small sensors is supplied by a battery with limited power which cannot be rech چکیده کاملWireless sensor networks (WSNs) consist of numerous tiny sensors which can be regarded as a robust tool for collecting and aggregating data in different data environments. The energy of these small sensors is supplied by a battery with limited power which cannot be recharged. Certain approaches are needed so that the power of the sensors can be efficiently and optimally utilized. One of the notable approaches for reducing energy consumption in WSNs is to decrease the number of packets to be transmitted in the network. Using data aggregation method, the mass of data which should be transmitted can be remarkably reduced. One of the related methods in this approach is the data aggregation tree. However, it should be noted that finding the optimization tree for data aggregation in networks with one working-station is an NP-Hard problem. In this paper, using cuckoo optimization algorithm (COA), a data aggregation tree was proposed which can optimize energy consumption in the network. The proposed method in this study was compared with genetic algorithm (GA), Power Efficient Data gathering and Aggregation Protocol- Power Aware (PEDAPPA) and energy efficient spanning tree (EESR). The results of simulations which were conducted in matlab indicated that the proposed method had better performance than GA, PEDAPPA and EESR algorithm in terms of energy consumption. Consequently, the proposed method was able to enhance network lifetime. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
3 - Lifetime Maximization by Dynamic Threshold and Sensor Selection in Multi-channel Cognitive Sensor Network
Asma Bagheri Ataollah Ebrahimzadeh مریم نجیمیThe tiny and low-cost sensors cannot simultaneously sense more than one channel since they do not have high-speed Analog-to-Digital-Convertors (ADCs) and high-power batteries. It is a critical problem when they are used for multi-channel sensing in cognitive sensor netw چکیده کاملThe tiny and low-cost sensors cannot simultaneously sense more than one channel since they do not have high-speed Analog-to-Digital-Convertors (ADCs) and high-power batteries. It is a critical problem when they are used for multi-channel sensing in cognitive sensor networks (CSNs). One solution for this problem is that the sensors sense various channels at different sensing periods. Due to the energy limitation in these scenarios, the lifetime maximization will become an important issue. In this paper, maximizing the lifetime of a CSN is investigated by selecting both the cooperative sensors and their detector threshold, such that the desired detection performance constraints are satisfied. This is a NP-complete problem, and obtaining the optimum solution needs exhaustive search with exponential complexity order. Here we have proposed two convex-based optimization algorithms with low order of complexity. First algorithm applies the known instantaneous Signal-to-Noise-Ratio (SNR) and obtains the proper detector thresholds by solving an equation for every channel. Investigation the effect of detector thresholds on the energy consumption, the false alarm probability and the detection probability shows that we can minimize the detector thresholds such that the detection constraints are met. In the second algorithm in order to reduce the complexity of the problem it is proposed the Bisection method for determining detector thresholds. Because knowing the instantaneous SNR is difficult, we have investigated the performance of the second algorithm by average value of SNR. Simulation results show that the proposed algorithms improve the performance of the network in case of lifetime and energy consumption. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
4 - Lifetime Improvement Using Cluster Head Selection and Base Station Localization in Wireless Sensor Networks
maryam najimi Sajjad NankhoshkiThe limited energy supply of wireless sensor networks poses a great challenge for the deployment of wireless sensor nodes. In this paper, a sensor network of nodes with wireless transceiver capabilities and limited energy is considered. Clustering is one of the most eff چکیده کاملThe limited energy supply of wireless sensor networks poses a great challenge for the deployment of wireless sensor nodes. In this paper, a sensor network of nodes with wireless transceiver capabilities and limited energy is considered. Clustering is one of the most efficient techniques to save more energy in these networks. Therefore, the proper selection of the cluster heads plays important role to save the energy of sensor nodes for data transmission in the network. In this paper, we propose an energy efficient data transmission by determining the proper cluster heads in wireless sensor networks. We also obtain the optimal location of the base station according to the cluster heads to prolong the network lifetime. An efficient method is considered based on particle swarm algorithm (PSO) which is a nature inspired swarm intelligence based algorithm, modelled after observing the choreography of a flock of birds, to solve a sensor network optimization problem. In the proposed energy- efficient algorithm, cluster heads distance from the base station and their residual energy of the sensors nodes are important parameters for cluster head selection and base station localization. The simulation results show that our proposed algorithm improves the network lifetime and also more alive sensors are remained in the wireless network compared to the baseline algorithms in different situations. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
5 - A New Game Theory-Based Algorithm for Target Coverage in Directional Sensor Networks
Elham Golrasan marzieh varposhtiOne of the challenging problems in directional sensor networks is maximizing target coverage while minimizing the amount of energy consumption. Considering the high redundancy in dense directional sensor networks, it is possible to preserve energy and enhance coverage q چکیده کاملOne of the challenging problems in directional sensor networks is maximizing target coverage while minimizing the amount of energy consumption. Considering the high redundancy in dense directional sensor networks, it is possible to preserve energy and enhance coverage quality by turning off redundant sensors and adjusting the direction of the active sensor nodes. In this paper, we address the problem of maximizing network lifetime with adjustable ranges (MNLAR) and propose a new game theory-based algorithm in which sensor nodes try to adjust their working direction and sensing range in a distributed manner to achieve the desired coverage. For this purpose, we formulate this problem as a multiplayer repeated game in which each sensor as a player tries to maximize its utility function which is designed to capture the tradeoff between target coverage and energy consumption. To achieve an efficient action profile, we present a distributed payoff-based learning algorithm. The performance of the proposed algorithm is evaluated via simulations and compared to some existing methods. The simulation results demonstrate the performance of the proposed algorithm and its superiority over previous approaches in terms of network lifetime. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
6 - یک الگوریتم مسیریابی مبتنی بر RPL برای دادههای چندرسانهای در اینترنت اشیاء
محمد خوانساری فرزانه مرتضویبا توجه به رشد روزافزون شبکههای ارتباطی، در آینده نزدیک دادههای چندرسانهای در اینترنت اشیاء نقش قابل ملاحظهای خواهند داشت. حجم بالای دادههای چندرسانهای باعث چالشهایی مانند کاهش طول عمر شبکه و ایجاد ازدحام در اینترنت اشیاء میشود. در این مقاله تابع هدف جدیدی بر مب چکیده کاملبا توجه به رشد روزافزون شبکههای ارتباطی، در آینده نزدیک دادههای چندرسانهای در اینترنت اشیاء نقش قابل ملاحظهای خواهند داشت. حجم بالای دادههای چندرسانهای باعث چالشهایی مانند کاهش طول عمر شبکه و ایجاد ازدحام در اینترنت اشیاء میشود. در این مقاله تابع هدف جدیدی بر مبنای پروتکل مسیریابی RPL پیشنهاد شده است که ویژگیهای دادههای چندرسانهای را در فرآیند مسیریابی، مورد نظر قرار میدهد. تابع هدف پیشنهادی ترکیب وزندار دو معیار میزان انرژی باقیمانده و ظرفیت بافر گرهها را با توجه به حجم داده در مسیریابی در نظر میگیرد. به منظور ارزیابی این روش، دادهها بر اساس یک فایل اثر ویدئو (video trace) تولید شده و از سنجههای نرخ تحویل بسته، طول عمر شبکه، میزان دسترسپذیری گرهها در طول عمر شبکه، توزیع مصرف انرژی گرهها و تأخیر انتها به انتها برای ارزیابی روش پیشنهادی استفاده شده است. نتایج ارزیابی و مقایسه روش پیشنهادی با RPL پایه نشان میدهد که در روش پیشنهادی نرخ تحویل بسته نسبت به RPL پایه افزایش یافته است. همچنین این روش با توزیع انرژی بین گرهها طول عمر شبکه را نسبت به RPL استاندارد افزایش داده و با کاهش ازدحام شبکه میزان تأخیر انتها به انتها نسبت به RPL پایه کاهش یافته است. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
7 - طراحی یک الگوریتم مسیریابی آگاه از انرژی مجموعه غالب متصل مبتنی بر زیرساخت شبکههای مش بیسیم با هدف افزایش طول عمر شبکه
آیدین شفارودی سیدوحید ازهریشبكه مش بيسيم، شبكهای چندجهشه متشکل از مسيريابها و كاربران مش میباشد که امكان يكپارچه كردن شبكههاي بیسيم موجود، جهت ارائه سرويس با ويژگيهاي متنوعتر و بهتر را فراهم ميآورد. مسیریابها به صورت خودکار به برقراري ارتباط بیسیم بین یکدیگر میپردازند، بنابراین در بس چکیده کاملشبكه مش بيسيم، شبكهای چندجهشه متشکل از مسيريابها و كاربران مش میباشد که امكان يكپارچه كردن شبكههاي بیسيم موجود، جهت ارائه سرويس با ويژگيهاي متنوعتر و بهتر را فراهم ميآورد. مسیریابها به صورت خودکار به برقراري ارتباط بیسیم بین یکدیگر میپردازند، بنابراین در بسیاري موارد نیاز به اعمال مدیریت و صرف هزینه هنگفت براي راهاندازي شبکه وجود ندارد. از طرفی این گونه از شبکهها دارای قابلیت متصلکردن شبکههای ناهمگون به هم هستند و میتوانند از استانداردهای متنوعی پشتیبانی کنند. در مواردی که مسیریابهای زیرساخت شبکه مش به انرژی برق شهری دسترسی نداشته باشند، استفاده از شبکه مش بیسیمی که با باتری و انرژی خورشیدی کار میکند، بسیار مفید خواهد بود. در این حالت اساسیترین مشکل، اتمام سریع شارژ باتریها و قطع شبکه است و لذا در این مقاله راهکاری برای افزایش طول عمر شبکه و استفاده بهینه از انرژی باتری گرهها پیشنهاد شده که میتواند مدت زمان کارکرد شبکه را بسیار بالا ببرد. الگوریتم مسیریابی پیشنهادی، گرههایی در شبکه را با بیشترین انرژی باقیمانده مشخص کرده و دادهها فقط از میان گرههای تعیینشده عبور میکنند تا زمانی که انرژی یک گره به سطح آستانه از پیش مشخص شده نزدیک شود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که این روش کارایی بهتری نسبت به شیوههای متداول مسیریابی و ارسال اطلاعات در این نوع شبکهها دارد. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
8 - بهبود پوشش هدف در شبکههای حسگر بصری با تنظیم میدان دید دوربینها و زمانبندی مجموعههای پوششی از طریق تبرید شبیهسازی شده
بهروز شاهرخزاده مهدی دهقان محمدرضا شاهرخزادهدر سالهای اخیر، مسأله «پوشش هدف» در شبکههای حسگر بصری که در آن دوربینها دادههای ویدئویی را جمعآوری میکنند مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به محدودیت توان حسگرها، لازم است با استفاده بهینه از انرژی ذخیرهشده، ضمن حفظ پوشش همه اهداف مستقر در محیط، طول عمر شبکه را چکیده کاملدر سالهای اخیر، مسأله «پوشش هدف» در شبکههای حسگر بصری که در آن دوربینها دادههای ویدئویی را جمعآوری میکنند مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به محدودیت توان حسگرها، لازم است با استفاده بهینه از انرژی ذخیرهشده، ضمن حفظ پوشش همه اهداف مستقر در محیط، طول عمر شبکه را نیز افزایش داد. در اینجا مسأله بیشینهسازی طول عمر شبکه با زمانبندی پوشش (MLCS) تعریف میشود که با تقسیم حسگرها به مجموعههای پوششی و سپس نوبتبندی خواب و بیدار آنها، در عین حفظ پوشش، مدت زمان عملیاتی شبکه افزایش مییابد. از طرفی، انتخاب بهترین میدان دید ممکن برای هر دوربین با توجه به موقعیت اهداف پیرامونی و با استفاده از قابلیت چرخش دوربینها، ضمن کاهش اندازه فضای جواب، تأثیر مهمی در نزدیکی پاسخ مسأله به جواب بهینه دارد. برای حل مسأله، یک الگوریتم جدید مبتنی بر تبرید شبیهسازی شده (SA) با هدف یافتن تعداد مجموعههای پوششی بیشتر از حسگرهای دارای ذخیره انرژی بالاتر، پیشنهاد میشود. در روش پیشنهادی با ارائه یک تابع انرژی و تولید همسایگی جدید، ضمن پرهیز از تله نقطه بهینه محلی، توزیع متوازن انرژی حسگرها در سراسر شبکه تأمین میشود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که کارایی الگوریتم پیشنهادی نسبت به سایر روشها از جمله روشهای حریصانه، بهتر است. پرونده مقاله