چکیده:

برخی از برنامه‌های شبکه‌ی حسگر بی‌سیم (WSN) مثل نظاره‌گر بر بیمار، شبکه‌ی (grid) هوشمند، و نظاره‌گر وضعیت تجهیزات، نیاز دارند تا پارامترهای خاصی از WSN مثل تاخیر پروتکل مبداء-مقصد، قابلیت اطمینان و مصرف انرژی را دقیقا تخمین بزنند. برای تخمین این پارامترها به یک مدل دقیق و سبک از WSN نیاز است که مناسب قابلیت‌های پردازش سطح پایین گره‌های حسگرها باشد. در این مقاله برای WSNها مدلی بر اساس Markov را ارائه می‌دهیم که تاثیر درج بافر محدود شده در سطح MAC را بر عملکرد WSNها بررسی می‌کند. ما آنالیز عملکردی گسترده‌ای را بر روی تاخیر پروتکل مبداء-مقصد، قابلیت اطمینان و مصرف انرژی انجام می‌دهیم. (با استفاده از وضعیت‌های مختلفی که ترافیک و شبکه در توپولوژی‌های ستاره‌ای و خوشه‌ای-درختی WSNها دارند). به علاوه، دقت مدل خود را به وسیله‌ی اجرای شبیه‌سازی‌های گسترده در محیط‌هایی که با مدل ارزیاب همسان هستند تست می‌کنیم.

مقدمه:

شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN) به خاطر مزیت‌های منحصر به فردی که دارند (مصرف انرژی و هزینه‌ی کم، تنظیم خودکار) به شدت مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. با این وجود، این تکنولوژی بالقوه، در برنامه‌های زیادی مورد استفاده قرار نگرفته است. دلیل اصلی این پیاده سازی کند در برنامه‌های حساسی چون مراقبت ‌بهداشتی، شبکه‌ی هوشمند، و نظاره‌گر وضعیت این است که WSNها ضمانت‌های کیفیت خدمات (QoS) سفت و سختی را ارائه نمی‌دهند. از آنجایی که توان عملیاتی متوسط این دستگاه‌های حسگر کوچک نسبتا پایین است، ارائه‌ی ضمانت‌های QoS تبدیل به چالشی می‌شوند که نیازمند بهینه‌سازی دقیق پارامترهای شبکه‌ی حسگر است. انتخاب پارامترهای شبکه‌ی بهینه به مدل تحلیلی دقیق و عملی نیاز دارد که عواملی را در نظر می‌گیرد که کنترل کننده‌ی تاخیر، توان عملیاتی، و مصرف انرژی WSNهایی  بر اساس IEEE 802.15.4  هستند. مدل‌های مختلف با شیوه‌های ریاضیاتی متفاوت پیشنهاد شده‌اند تا به نمایشی برسند که عملکرد WSNها را تحت شرایط ترافیکی خاصی شرح می‌دهد (T.R.Park et al, 2016). در برخی موقعیت‌ها، این مدل‌‌های ارزیاب بسیار پیچیده شده و برای استفاده در گره‌های حسگر منبع محدود نامناسب می‌شوند (P.Di Marco et al, 2016). از طرف دیگر، برخی از مدل‌ها تمایل دارند که از تقریب‌های خاصی استفاده کنند که باعث بی‌دقتی‌هایی در خود مدل می‌شود، (چرا که عوامل مهمی چون بافرها و الگوهای ترافیکی را در نظر نمی‌گیرند). (S. Misra et al, 2013)

این مقاله را می توانید از لینک زیر دانلود نمایید.

تائید اعتبار و کنترل دسترسی انتشار پیام در شبکه های تک کاره خودرویی