افزايش قابليت اطمينان شبكه بيسيم با افزايش قدرت ارسال و كاهش مصرف انرژي

شبكه هاي حسگر بي سيم به طور گسترده در كاربردهاي نظارتي و كنترلي استفاده مي شوند و به علت دور از دسترس بودن آن ها، طول عمر و قابليت اطمينان در اين شبكه ها از اهميت ويژه اي برخوردار هستند. يكي از عوامل تهديدكننده قابليت اطمينان در اين شبكه ها انرژي ذخيره موجود در باتري گره است، براي كاهش اين محدوديت، در برخي از شبكه هاي حسگر بي سيم امروزي از برداشتگر انرژي براي دريافت انرژي مورد نياز از محيط پيرامون استفاده مي شود. از سوي ديگر، ويژگي هاي برداشتگرهاي انرژي، خصوصيات جديدي به شبكه تحميل مي كند كه چالش هاي جديدي در افزايش قابليت اطمينان ايجاد مي نمايد. از جمله مهم ترين خصوصيات شبكه هاي حسگر بي سيم با برداشتگر انرژي، تفاوت در نرخ برداشت انرژي از محيط پيرامون هر گره، با توجه به شرايط محيطي است. در اين پروژه تلاش شده است تا با بررسي كارهايي كه در زمينه قابليت اطمينان و افزايش طول عمر اين شبكه ها صورت گرفته و با مقايسه معايب و مزاياي آن ها، به راهكاري موثر براي ارسال مطمين تر بسته ها در كنار افزايش طول عمر شبكه دست يابيم. راهكار ارايه شده بر پايه افزايش توان سيگنال ارسالي گره فرستنده است كه با توجه به نرخ برداشت انرژي از محيط و پيش بيني آن در آينده صورت مي پذيرد. به همين منظور ما تلاش كرديم تا با توجه به نرخ متغيري كه براي برداشت انرژي از محيط وجود دارد، گره هايي كه انرژي بيشتري از محيط مي گيرند را شناسايي كنيم و از آن ها براي كمك به گره هايي كه در شرايط نامساعدتري از لحاظ برداشت انرژي هستند، استفاده كنيم. گره هايي كه انرژي در دسترس بيشتري دارند، با افزايش توان ارسالي خود، علاوه بر ارسال مطمين بسته ها، باعث كاهش تعداد گره هاي شركت كننده در رله كردن مي شوند. انگيزش اصلي براي مطرح كردن اين ايده، توجه به اين مسيله است كه در شبكه هاي حسگر بي سيم، در واحد فرستنده، بخش هاي مختلفي وجود دارد كه بخش اعظم انرژي مصرفي مربوط به آن ها است و مقداري ثابت است. بخش كمي از انرژي مصرفي مربوط به واحد توان سيگنال راديويي است. بدين ترتيب، با افزايش توان راديويي در واحد فرستنده، افزايش نمايي مصرف انرژي آن بخش، مقدار چشمگيري نخواهد داشت. از آنجايي كه با پايان يافتن عمر هر گره اي كه قادر به برداشت انرژي كافي از محيط نباشد، عمر شبكه و كاركرد درست آن تحت تاثير قرار مي گيرد، كاهش تعداد ارسال ها گره هاي با محدوديت انرژي، موجب افزايش طول عمر اين گره ها و نهايتا افزايش طول عمر شبكه خواهد شد. بدين ترتيب گره هاي با انرژي بيشتر، مي توانند از شركت دادن گره هايي كه انرژي كمتري دارند، در مسيريابي جلوگيري كنند و به ذخيره انرژي آن ها و افزايش طول عمر شبكه كمك كنند. به اين منظور، ما با اطلاع از ميزان برداشت هر گره از محيط، توان ارسالي آن را تغيير داديم و براي جلوگيري اختلال در عملكرد لايه كنترل دسترسي رسانه، گره هاي همسايه را از اين تغيير مطلع ساختيم. اين اطلاع از افزايش توان ارسال، با اضافه كردن پارامتري در بسته ارسالي صورت مي گيرد و گره دريافت كننده نيز خود را با اين توان جديد سازگار مي كند. همچنين هم زمان با دريافت بسته از گره هاي همسايه، هر گره همسايه هاي پرانرژي خود را مي شناسد و رفتار خود را متناسب با آن ها تغيير مي دهد. با اعمال اين روش، نسبت دريافت بسته هاي سالم در شبكه هايي با تراكم گره مختلف، به طور متوسط 27% افزايش يافت.

No abstract