آموزش NS2 - شبیه ساز ns-2 - کتاب ns2  

مقایسه اکثر پروتکل های شبکه حسگر بیسیم ...

جدول 2-1 مقایسه تکنیک­های مسیریابی SPIN،LEACHو انتشار مستقیم را بر طبق تعدادی پارامتر مختلف نشان می­دهد.  

جدول 2-1: مقایسه بینSPIN،LEACHو انتشار مستقیم

برای مثال، تغییرات سرایند اعلان و غیره، ممکن است بهره­وری در مصرف انرژی را کاهش دهد. همچنین پروتکل، فرض می­کند که همه گره­ها با یک میزان ظرفیت انرژی در هر دور انتخابی شروع می­کنند. فرض کنید که یک لیدر تقریبا همان میزان انرژی را برای هر گره مصرف کند. پروتکل بایستی گسترش پیدا کند تا برای گره­های انرژی غیر یکنواخت یعنی استفاده استانه مبتنی بر انرژی هم کار کند.  در الگوریتم دیگری بنام HEEDنیز چهار هدف افزایش طول عمر شبکه، اتمام فاز خوشه­بندی پس از طی تعداد متناهی و مشخصی از تکرار، حداقل کردن سربار کنترلی و توزیع متناسب خوشه­ها در سطح شبکه دنبال می­شود. هر گره با احتمالی متناسب با میزان انرژی باقیمانده خود تصمیم می­گیرد که ایا لیدر خوشه باشد یا نه. این تصمیم­گیری موقتی است و پس از گذشت چندین تکرار نهایی می­شود. گره­هایی که خود را به­عنوان لیدر خوشه برگزیده­اند، به همسایگان خود این مسئله را اطلاع می­دهند. هر یک از همسایگان، در صورتی که پیش از این عضو خوشه­ای نشده­باشد، عضو این خوشه می­شود. در صورتی که همسایه­ای پیش از این عضو خوشه دیگری باشد که انرژی باقیمانده سرخوشه ان نسبت به انرژی باقیمانده لیدر خوشه جدید پایین­تر باشد، همسایه به خوشه جدید ملحق می­شود.

به­علاوه، درصورتی که همسایه­ای خود لیدر باشد، پس از مقایسه میزان انرژی باقیمانده خود با میزان انرژی باقیمانده لیدر خوشه معرفی شده، تصمیم می­گیرد که همچنان لیدر باقی بماند یا به خوشه­ی جدید منتقل شود. هر لیدر، در صورتی که برای ملحق شدن به خوشه دیگری تصمیم نگرفته باشد، مقدار احتمالpخود را دو برابر کرده و مجددا خود را به عنوان سرخوشه به همسایگانش معرفی می­کند. اگر مقدارpدر گره­ای بزرگ­تر از 1 شد، ان گره خود را به عنوان سرخوشه نهایی برمی­گزیند. در این صورت، همسایگان این گره نیز، عضو خوشه­ای نهایی خواهند شد که دیگر تغییری در ان به وجود نمی­اید. در این مرحله، در صورتی که گره­ای، هیچ پیام معرفی خوشه­ای را دریافت  نکرده باشد، خود تصمیم می­گیرد که راس خوشه­ای جدید باشد

2-5-3 پروتکل PEGASIS

این پروتکل برای بهبود پروتکل LEACH پیشنهاد شد و بسیار شبیه پروتکل مبتنی بر زنجیره بهینه است. هدف اصلی این پروتکل این است که برای گسترش طول عمر شبکه، گره ها نیاز دارند فقط با نزدیک ترین همسایه هایشان ارتباط برقرار کنند و در ارتباط با ایستگاه اصلی گردش داشته باشند. وقتی یک دور ارتباط همه گره ها با ایستگاه اصلی به پایان رسید، دور جدید اغاز خواهد شد و همین طور الی اخر. این انرژی برای انتقال داده به ازای هر دور نیاز است به طوری که Energy Draining  به طور یکنواخت روی همه گره ها منتشر خواهد شد [14].
بنابراین PEGASIS دو هدف اصلی دارد؛ اول، افزایش طول عمر هر گره با استفاده از تکنیک-های شراکتی و در نتیجه طول عمر شبکه افزایش خواهد یافت. دوم، برای اینکه پهنای باند مصرف شده در ارتباطات کاسته شود، به گره¬هایی که به هم نزدیک هستند فقط اجازه هماهنگی محلی بین خودشان داده می شود. بر خلاف پروتکل LEACH، PEGASIS جلوی فرم خوشه را می گیرد و فقط از یک گره در یک زنجیره برای انتقال به ایستگاه اصلی بجای چندین گره استفاده می کند. برای تعیین مکان نزدیک ترین گره همسایه در PEGASIS ، هر گره از شدت سیگنال برای اندازه گیری فاصله همه گره های همسایه استفاده می کند و سپس شدت سیگنال را طوری تنظیم می کند که فقط یک گره می تواند بشنود.
زنجیره در PEGASIS شامل گره هایی است که به هم نزدیک ترین هستند و فرم یک مسیر به ایستگاه اصلی است. فرم متراکم داده به ایستگاه اصلی با هر گره در زنجیره ارسال می شود. ساخت زنجیره در یک سبک حریصانه انجام می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که PEGASIS توانایی افزایش طول عمر شبکه را دو برابر بیشتر از طول عمر شبکه تحت پروتکل LEACH دارد. این قبیل کسب کارایی از طریق کاهش سرباری که در  LEACH به خاطر فرم خوشه پویا وجود دارد و کاهش تعداد انتقال ها و دریافت با استفاده از تراکم داده به دست می اید.
گرچه جلوی سربار حاصل از خوشه گرفته شد، اما PEGASIS هنوز نیاز به تنظیم توپولوژی پویا دارد. یک گره سنسور برای اینکه بداند داده¬هایش را کجا مسیردهی کند نیاز به اگاهی درباره وضعیت انرژی همسایه هایش دارد. این قبیل تنظیم توپولوژی می تواند سربار قابل توجهی به ویژه برای شبکه های مورد استفاده زیاد تولید کند. به علاوه PEGASIS فرض می کند که گره سنسور می-تواند به طور مستقیم با ایستگاه اصلی ارتباط برقرار کند. در عمل گره های سنسور از ارتباط چند گام برای رسیدن به ایستگاه اصلی استفاده می کنند.
بنابراین پروتکل PEGASIS فرض می کند که همه گره ها یک پایگاه داده کامل را درباره مکان همه گره ها در شبکه نگهداری می کنند. به علاوه، PEGASIS فرض می کند که همه گره های سنسور یک سطح انرژی دارند و مثل هم در یک زمان از کار خواهند افتاد. توجه داشته باشید که PEGASIS تاخیر زیادی را برای گره های دوردست در زنجیره تولید می کند.
این پروتکل عقیده دارد یک لیدر تنها می تواند گلوگاه شود. همچنین اگرچه در بیشتر طرح ها، سنسورها ثابت یا بدون تحرک خواهند بود، اما در این پروتکل فرض شده بعضی از گره ها ممکن است متحرک باشند و برای همین روی عملکرد پروتکل تاثیر می گذارد. نسخه گسترش یافته PEGASIS، مدل سلسه مراتبی ان است که با هدف کاهش تاخیر برای بسته ها در طول انتقال به ایستگاه اصلی تولید شده است.

2-5-4 پروتکل TEEN و APTEEN

دو پروتکل مسیریابی سلسه مراتبی TEEN (پروتکل شبکه سنسور موثر در انرژی حساس به استانه) و  APTEEN (تناوب فعالانه TEEN) برای کاربردهای بحرانی از نظر زمان پیشنهاد شده-اند. در TEEN گره های سنسور به صورت پیوسته حسگری می کنند، اما انتقال داده کمتر اتجام می-شود. یک سنسور لیدر به بخش خودش یک سیگنال استانه قوی تر می فرستد، که مقدار استانه صفت حس شده است و یک استانه ضعیف، که یک تغییر کوچک در مقدار صفت حس شده است و گره را در حالت سوییچ روی انتقال دهنده و انتقال نگه می دارد .
به این ترتیب استانه قوی سعی می کند تعداد انتقال ها را کاهش دهد؛ و یعنی گره ها مجازند تا وقتی که فقط صفت حس شده در محدوده  Interest است انتقال داشته باشند. استانه ضعیف نیز تعداد انتقال ها را درصورتی کاهش می دهد که صفت حس شده تغییر کمتر داشته باشد یا بدون تغییر باشد.
یک مقدار کوچک تر استانه ضعیف می تواند در هزینه افزایش مصرف انرژی تصویر دقیق تری بدهد؛ به این صورت که کاربر تعادل بین بهره وری انرژی و صحت داده را کنترل کند. وقتی لیدرها در حال تغییر هستند مقدار جدید برای پارامترهای بالا منتشر می شود. اشکال اصلی طرح مذکور این است که اگر استانه ها دریافت نشوند، گره ها هرگز ارتباط برقرار نخواهند کرد و کاربر هیچ داده ای را از شبکه نخواهد گرفت.

شکل 2-4: نحوه خوشه بندی در پروتکل TEEN

APTEEN یک پروتکل ترکیبی است که تناوب یا مقادیر استانه استفاده شده در پروتکل TEEN را بر طبق نیازهای کاربر و نوع کاربردها تغییر می دهد. در APTEEN ، لیدرها پارامترهای زیر را منتشر می کنند.
صفت ها: مجموعه ای از پارامترهای فیزیکی است که کاربر علاقه مند است اطلاعاتی را درباره ان به دست اورد.
استانه ها: این پارامتر شامل استانه قوی و استانه ضعیف است.
زمانبندی: شامل یک زمانبندی TDMA است که به هر گره یک برش زمانی اختصاص میدهد.

شمارش زمان : ماکزیمم دوره زمانی بین دو گزارش متوالی ارسال شده توسط کاربر است.
گره محیط را به صورت پیوسته حس می کند و فقط ان گره هایی که مقدار داده را در استانه شدید یا فراتر از ان حس کرده اند منتقل می کنند. برای یک بار که یک گره یک مقدار ار فراتر از استانه قوی حس می کند، ان داده را فقط وقتی منتقل می کند که مقدار ان صفت با یک مقدار بزرگ تر یا مساوی استانه ضعیف تغییر می کند.اگر یک گره داده را برای یک دوره زمانی برابر با شمارش زمان ارسال نکند، مجبور است حس کند و دوباره داده را منتقل کند.
یک زمانبندی TDMA استفاده شده و هر گره خوشه، یک برش زمانی برای انتقال داده می گیرد. از این رو APTEEN از زمانبند TDMA تغییر یافته برای پیاده سازی شبکه ترکیبی استفاده می کند. ویژگی های اصلی این پروتکل سیاست ترکیب Reactive  و Proactive است. ازمایش ها نشان می-دهند که کارایی APTEEN ها در اتلاف انرژی و طول عمر شبکه چیزی بین LEACH و TEENاست. TEEN با کاهش تعداد انتقالات بهترین کارایی را ارائه می دهد. اشکال اصلی این دو روش سربار و پیچیدگی مربوط به شکل گیری خوشه ها در چندین سطح، روش های پیاده سازی توابع مبتنی بر استانه و رسیدگی به نحوه نامگذاری مبتنی بر صفت و پرس و جوها است .

2-5-5 پروتکل SOP

یک پروتکل خود سازمانده است و برای سنسورهای ناهمگن کاربرد دارد. این سنسورها می-توانند متحرک یا ساکن باشند. بعضی از سنسورها پس از بررسی محیط، داده را به یک مجموعه معین شده از گره¬ها ارسال می کنند که مثل لیدرها عمل می نمایند. گره های لیدر ساکن هستند و ستون فقرات یا زیرساختی برای ارتباطات می باشند. داده جمع اوری شده از طریق لیدرها به ایستگاه اصلی قوی¬تری ارسال می شود. هر گره حس کننده برای اینکه بخشی از شبکه باشد باید بتواند به یک لیدر دسترسی داشته باشد.
در این پروتکل یک معماری مسیریابی که به ادرس دهی هر گره سنسور نیاز دارد پیشنهاد شده است. گره های حس کننده از طریق ادرس یک گره لیدر که به ان متصل شده اند قابل شناسایی هستند. معماری مسیریابی سلسله مراتبی است که یک گروهی از گره ها در صورت نیاز مرتب و ادغام شده¬اند. و برای پشتیبانی تحمل پذیری خرابی و به عنوان ابزار همه پخشی استفاده شده است.
در این روش، گره های سنسور می توانند اساسا در معماری مسیریابی ادرس داده شوند. از این رو معماری مسیریابی مناسب کاربردهایی است که ارتباط به یک گره ویژه نیاز است. به علاوه این الگوریتم هزینه کمی برای نگهداری جدول مسیریابی و نگهداری یک مسیریابی سلسله مراتب متعادل دارد. همچنین انرژی مصرف شده برای یک پیام، کمتر از پروتکل SPIN است، اما مشکل این پروتکل این است که سربار اضافی تولید می کند. موضوع دیگر نیز در مورد ساخت سلسله مراتب زمانی اتفاق می افتد که تعداد زادی حفره در شبکه وجود داشته باشد و از این رو احتمال اعمال دوباره فاز سازماندهی افزایش می یابد که یک عمل پرهزینه خواهد بود.
نویسندگان این پروتکل نه تنها پروتکل خود سازمانده را توصیف می کنند، بلکه یک رده بندی از موارد کاربرد سنسور را هم توسعه داده و مطرح می کنند. بر اساس چنین رده ندی، انها اجزای معماری و زیر ساختار ضروری برای ساختن و موارد کاربرد سنسور را پیشنهاد و ارائه داده اند. این معماری از سنسورهای ناهمگن حمایت می کند که می توانند سیار یا ثابت باشند. برخی از سنسورها محیط را جستجو می کنند و داده را با مجموعه ای معین از گره ها جلو برده و انتقال می دهند که به عنوان عمل می کنند.
گره های لیدر ثابت هستند و ستون فقرات ایجاد ارتباط را تشکیل می دهند. داده های جمع اوری شده از طریق سرخوشه¬ها به گره های Sink منتقل می شوند. هر گره حس کننده برای اینکه بخشی از شبکه باشد باید برای مسیریاب قابل دسترس باشد. معماری تعیین مسیر که مستلزم ادرس دادن گره سنسور است نیز پیشنهاد شده است. معماری مسیریابی دارای سلسله مراتبی است که در ان گره-هایی از گره ها تشکیل می شوند و موقعی که لازم باشد با هم ادغام می شوند. به منظور تایید و حمایت از تحمل پذیری خطا، الگوریتم حلقه های محلی مارکف، که یک مسیر تصادفی بر روی درخت های پوشا گراف را اجرا می کند برای پخش و منتشر کردن به کار می رود.
الگوریتم خود سازماندهی گره های مسیر و ایجاد جدول مسیریابی دارای چهار مرحله است :
•    مرحله کشف: گره های همسایگی هر سنسور کشف می شوند.
•    مرحله سازمان: گروه ها تشکیل می شوند و با تشکیل سلسله مراتب با هم ادغام می شوند. هر گره بر اساس وضعیت و موقعیت خود در ان سلسله مراتب به ادرسی اختصاص داده می-شود. جداول مسیریابی برای هر گره تولید و ایجاد می شوند. درخت های همه پخشی که همه گره ها را پوشش می دهند ساخته می شوند.
•    مرحله حذف و نگهداری : به هنگام کردن(به روز نگهداشتن) جداول مسیریابی و سطوح انرژی گره ها در این مرحله ایجاد و ساخته می شود. هر گره، همسایه ها را در مورد جدول مسیریابی و سطح انرژی خود مطلع می سازد.
•    مرحله خودسازماندهی مجدد : در صورت بروز تقسیم گره و یا خطاهای ان، سازماندهی مجدد گروهی به اجرا در می اید. این الگوریتم از گره های لیدر برای حفظ همه سنسورهای متصل شده با تشکیل مجموعه ای حاکم استفاده می کند. چنین رویکردی شبیه ایده شبکه مجازی مورد استفاده در پروتکل مسیریابی GAF است . هر دو رویکرد از طریق استفاده از زیر مجموعه واحد و محدودی از گره ها به صرفه جویی در انرژی می رسند. از انجا که می-توان گره های سنسور را به صورت انفرادی در معماری مسیریابی ادرس داد، این الگوریتم برای شبکه هایی مناسب است که در انها ایجاد ارتباط با گره ای ویژه مورد نیاز است.
مزیت عمده و اصلی استفاده از این الگوریتم هزینه بسیار کم برای حفظ جداول مسیریابی و متعادل نگهداشتن سلسله مراتب مسیریابی است. علاوه بر این، انرژی مصرفی برای پخش پیام کمتر از میزان مصرف شده در پروتکل SPIN است که ناشی از درخت های همه پخشی مورد استفاده در این الگوریتم است. امتیازات در فاز سازماندهی الگوریتم است، که مبتنی بر درخواست نیست و بنابراین سربار زیادی را ایجاد و عرضه می کند

2-5-6 پروتکل Sensor Aggregates Routing

در این پروتکل الگوریتمی برای ساخت و نگهداری خوشه های سنسور پیشنهاد شده است که هدف از ان نظارت در یک محیط مشخص (کاربردهای ردیابی هدف) است. خوشه ان دسته از گره¬هایی در شبکه است که یک گروه بندی را برای شرکت در کار پردازش ارائه می کند. پارامترهای این خوشه بستگی به کار و نیازمندی های منبع دارد. سنسورها در فیلد سنسور بر اساس شدت سیگنالشان به خوشه ها تقسیم شده اند، به طوری که به ازای هر خوشه فقط یک نقطه اوج  وجود دارد. سپس لیدرهای خوشه محای انتخاب شده اند. یک نقطه اوج ممکن است یک هدف را نشان دهد و همچنین در حالتی که نقطه اوج توسط نویز منابع تولید می¬شود، هدفی را نشان ندهد. برای انتخاب لیدر، بین سنسورهای همسایه تبادل اطلاعات نیاز است. اگر یک سنسور بعد از تبادل بسته-ها با همه همسایه های یک گام خودش، متوجه شود که از همه همسایه های یک گام خودش در ناحیه سیگنال بالاتر است، خودش را به عنوان یک لیدر اعلام می کند. این الگوریتم مسیریابی مبتنی بر لیدر فرض می کند سرخوشه منحصر به فرد، ناحیه جغرافیایی همکاری را می داند.
برای این پروتکل سه الگوریتم پیشنهاد شده است. در اولین روش مدیریت تراکم توزیع شده DMA  است که برای شکل دهی خوشه های الگوریتم و نظارت بر هدف است. دومین الگوریتم نظارت فعال مبتی بر انرژی است که سطح انرژی در هرگره را با محاسبه ضربه سیگنال ناحیه ارزیابی می کند و سومین الگوریتم EMLAM  اتلاف انرژی ثابت یا مساوی هدف را حذف نموده و از نتیجه ارزیابی برای پیش¬بینی امکان نحوه ترکیب سیگنال های اهداف در هر سنسور استفاده می-کند. این فرایند تکرار می شود تا ارزیابی به قدر کافی مطلوب شود. طرح مدیریت شروع ردیابی توزیع شده، با الگوریتم ردیابی مبتنی بر لیدر توصیف شده و یک سیستم مقیاس پذیر را شکل می-دهد. سیستم در ردیابی چندین هدف وقتی به خوبی کار می کند که اهداف مزاحم نیستند.

2-5-7 پروتکل VGA

VGAیک الگوریتم مسیریابی موثر در انرژی است که برای بیشینه کردن طول عمر شبکه، تراکم داده و پردازش درون شبکه به کار می­رود . برای گره ثابت و خیلی کم تحرک در بسیاری از کاربردها در شبکه­ های سنسور بیسیم یک روش مرتب کردن گره­ها در یک توپولوژی ثابت است. یک روش GPS-freeبرای ساخت خوشه­ها که ثابت، مساوی و مجاور هستند و هم پوشانی ندارند با اشکال منظم استفاده شده است. همچنین خوشه­ های مربع برای به دست اوردن یک توپولوژی مجازی مستقیم­ الخط استفاده شده است.

در داخل هر ناحیه، یک گره به صورت بهینه به عنوان لیدر انتخاب می­شود. تراکم داده در دو سطح محلی و سپس سراسری انجام می­شود. مجموعه­ای از لیدرها به عنوان متراکم کننده­های محلی(LA) مطرح هستند و تراکم محلی را انجام می­دهند، در حالی که یک زیر مجموعه از این متراکم کننده­های محلی برای انجام تراکم سراسری استفاده می­شوند. دو راه­حل برای مسیریابی با مسئله تراکم داده در مرجع  ارائه شده است. هدف الگوریتم­ها انتخاب تعدادی گره سنسور متراکم کننده اصلی(MA) خارج از سنسورهای متراکم کننده محلی(LA) برای بیشینه کردن طول عمر شبکه است. برای یک طرحی واقعی، در مرجع  فرض شده که وجود گره­هایLA، در گروه­های که هم پوشانی دارند امکان­پذیر است. اعضای هر گروه یک پدیده را حس می­کنند و تعابیر خواندن انها قرینه است، اما هر گرهLAکهدر ناحیه هم پوشانی موجود است داده را به MAمختص خود برای هر گروه که متعلق به ان  است می­فرستد.

2-5-8 پروتکل HPAR

این الگوریتم مسیریابی شبکه را به گروه هایی از سنسورها تقسیم می کند. هر گروه از سنسورهای مجاور هم با هم به عنوان یک ناحیه خوشه شده اند و هر ناحیه به عنوان موجودیت مستقل عمل می-کند. برای انجام مسیریابی هر ناحیه تصمیم گیری می کند که چگونه یک پیام سلسله مراتبی از میان ناحیه های دیگر به طوری مسیردهی می شود که عمر باتری این گره ها در سیستم بیشترین باشد. مسئله دشوار الگوریتم اساسا تعادل بین کم کردن انرژی و بیشتر کردن طول عمر شبکه است. از این رو الگوریتم سعی می کند تا به یک مسیر Max-Min با محدود کردن مصرف انرژی ان به صورت زیر کمک کند. اول، الگوریتم مسیر با حداقل مصرف انرژی را با استفاده از الگوریتم مسیریابی دایجکسترا پیدا می کند. دوم، الگوریتم مسیری را که منجربه مصرف انرژی کمتری می شود پیدا می کند. الگوریتم پیشنهاد شده سعی می کند تا معیارهای هر دو راه حل را بهینه کند.
الگوریتم دیگر، مسیریابی مبتنی بر ناحیه نامیده می شود. مسیریابی مبتنی بر ناحیه یک روش سلسله مراتبی است که ناحیه پوشیده شده توسط شبکه سنسور به تعدادی ناحیه کوچک تر تقسیم شده است. برای ارسال یک پیام از طریق محل ناحیه یک مسیر سراسری از یک ناحیه به ناحیه دیگر پیدا می شود. سنسورها در یک ناحیه به صورت خود گردان مسیریابی محلی را هدایت می کنند و در ارزیابی سطح انرژی ناحیه سهیم می شوند. هر پیام از طریق نواحی با استفاده از اطلاعات درباره براورد انرژی ناحیه مسیردهی می شود.

2-5-9 پروتکل TTDD

پروتکل TTDDروشی است که ارسال داده به چندین ایستگاه اصلی متحرک را فراهم می­کند. در TTDD، هر منبع داده به صورت Proactiveیک ساختار شبکه توری را می­سازد که برای ارسال داده به Sinkهای متحرک با فرض اینکه گره­های سنسور ثابت و اگاه از مکان هستند، استفاده شده است. در این پروتکل گره­های سنسور ثابت و اگاه از مکان هستند، در حقیقت Sinkها ممکن است مکانشان را به صورت پویا تغییر دهند. وقتی یک رویداد اتفاق می­افتد، سنسورها ان فرایند را با سیگنال احاطه می­کنند و یکی از انها به عنوان منبع شروع به تولید گزارش می­کنند و گره­های سنسور نیز از ماموریت خود اگاه هستند.

برای ایجاد ساختار Grid، یک منبع داده خودش را به عنوان نقطه شروع انتخاب می­کند و یک پیام اعلان داده را به چهار نقطه مجاورش با استفاده از ارسال جغرافیایی حریصانه ساده می­فرستد. در طول این فرایند هر گره میانی اطلاعات منبع را ذخیره می­کند و در ادامه پیام را به همسایه مجاورش به جز یکی که پیام از انجا می­اید ارسال می­کند. این فرایند تا زمانی که پیام در لبه شبکه متوقف شود ادامه پیدا می­کند. گره­هایی که پیام منبع را ذخیره کرده­اند به عنوان نقاط توزیع اطلاعات انتخاب می­شوند. بعد از این فرایند، ساختار Gridبه دست می­اید. با استفاده از Grid، یک ایستگاه اصلی می­تواند یک پرس و جو را ارسال کند که به نزدیک­ترین نقطه در سلول محلی برای دریافت داده ارسال خواهد شد. سپس پرس و جو از طریق نقاط توزیع اطلاعات دیگر به صورت جریان به منبع ارسال می­شود. در ادامه داده تقاضا شده در مسیر عکس به سمت Sinkارسال می­شود. گرچه TTDDیکروش مسیریابی کارامد است،یک سری مسائل مربوط به اینکه الگوریتم چگونه مکان اطلاعات را به دست اورند وجود دارد که برای تنظیم و راه­اندازی ساختار Gridنیاز است.

طول مسیر ارسال در TTDDنسبت به طول کوتاه­ترین مسیر بیشتر است. نویسندگان پروتکل TTDDمعتقدند که بهینگی کمتر در طول مسیر در تقویت مقیاس­پذیری با ارزش است. نحوه کار این پروتکل هنوز یک سوال قابل بحث است. مقایسه نتایج بین TTDDو انتشار مستقیم نشان می­دهد کهTTDDمی­تواند طول عمر بیشتر و تاخیرهای ارسال داده را به دست اورد، اما سربار حاصل از نگهداری و محاسبه دوباره شبکه به عنوان تغییرات توپولوژی شبکه ممکن است بالا باشد. گذشته از این، پروتکل TTDDدر دسترس بودن موقعیت­یابی خیلی دقیق فرض شده که هنوز برای شبکه­های سنسور بیسیم در دسترس نیست.

در اینجا، روش­های مسیریابی مختلف برای شبکه­ های سنسور تخت و سلسله مراتبی که در جدول 2-2 نشان داده شده با هم مقایسه می­شوند.

جدول 2-2: مقایسه مسیریابی سلسله­ مراتبی و سخت

2-6 پروتکل های مسیریابی مبتنی بر مکان

در این نوع مسیریابی گره­های سنسور به وسیله مکانشان ادرس ­دهی شده­اند. فاصله بین گره­های همسایه می­تواند بر اساس شدت سیگنال­های ورودی تخمین زده شود. هماهنگی نسبی گره­های همسایه می­تواند با تبادل این قبیل اطلاعات بین همسایه­ ها به دست اید. همچنین مکان گره­ها ممکن است به طور مستقیم با ارتباط با یک ماهواره یا استفاده از GPS، در صورتی که گره­ها به یک دریافت کننده GPSکم مصرف مجهز شده باشند در دسترس باشد. برای ذخیره انرژی، بعضی از طرح­های مبتنی بر مکان­یابی می­خواهند که گره­ها در صورتی که فعالیتی ندارند به خواب روند. ذخیره­سازی انرژی بیشتر می­تواند با گره­های خوابیده بیشتر در شبکه تا حد ممکن به دست اید .

2-6-1 پروتکل GAF

GAF یک الگوریتم مسیریابی اگاه از انرژی و متنی بر مکان است که در اصل برای شبکه های متحرک موردی طراحی شده است، ولی برای شبکه های سنسور هم به خوبی قابل کاربرد است [19]. ناحیه شبکه در ابتدا به نواحی ثابت تقسیم می شود و به صورت شبکه مجازی در می¬اید. داخل هر ناحیه، گره ها با هم برای انجام کارهای مختلف همکاری می کنند.
برای مثال، گره ها یک سنسور را برای بیدار ماندن برای یک دوره مشخص از زمان انتخاب می-کنند و سپس انها به خواب می روند. این گره مسوول نظارت و گزارش داده به ایستگاه اصلی از طرف گره های موجود در ناحیه خواهد بود. از این رو با خاموش کردن گره های غیرضروری در شبکه بدون اینکه روی میزان صحت مسیریابی تاثیر بگذارد میزان مصرف انرژی را کاهش می دهند. هر گره از GPS نشان دهنده مکان خودش برای اینکه خودش را به یک نقطه در شبکه مجازی ارتباط دهد استفاده می کند. گره های مرتبط با همان نقطه در شبکه در هزینه مسیریابی بسته معادل فرض شده اند.
پروتکلGAF در واقع می تواند طول عمر شبکه را افزایش دهد، در نتیجه تعداد گره ها افزایش می یابد. سه حالت در GAF تعریف شده است. این حالت ها برای تعیین همسایه ها در شبکه، شراکت فعال در مسیریابی و خواب سنسورها تعریف شده است.
همسایه های خوابیده زمان خوابشان را برای نگهداری مسیریابی به صورت دقیق تنظیم می کنند. قبل از زمان خارج شدن از زمان انقضای گره های فعال، گره های خوابیده بیدار شده و یکی از انها فعال می شود. GAFهم برای گره های غیرمتحرک (GAF اولیه) و هم برای گره های متحرک (GAF سازگار با تحرک) پیاده سازی شده است. اگر سیگنال فاصله بین دو سنسور در خوشه افقی و یا عمودی مجاور هم که بتوانند به طور مستقیم با هم ارتباط برقرار کنند  را طی می کند، وقوع یک ارتباط افقی و عمودی تضمین می شود.
بحث درباره نحوه قوانین زمانبندی است به صورتی که گره ها به عنوان سرخوشه ها عمل کنند است. یک لیدر می تواند از گره های سنسور در خوشه خودش بخواهد تا فعال شوند و در صورتی که یک شی را حس کردند شروع به جمع اوری داده کنند. سپس لیدر برای دریافت داده خام از دیگر گره ها در خوشه خودش و ارسال ان به ایستگاه اصلی مسوول است. نویسنده فرض می کند که گره های سنسور می توانند مکانشان را با استفاده از کارت های GPS بدانند که با تکنولوژی حاضر قابل تصور نیست. GAF سعی می کند تااتصال شبکه را با یک گره نماینده که همیشه در حالت فعال برای هر ناحیه در شبکه مجازی خودش است، حفظ کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که GAF حداقل به خوبی یک پروتکل مسیریابی شبکه های موردی در مورد تاخیر و اتلاف بسته کار می کند و طول عمر شبکه را با ذخیره سازی انرژی افزایش می دهد.
گرچه GAFیک پروتکل مبتنی بر مکان است، ممکن است به عنوان یک پروتکل سلسله مراتبی نیز مطرح شود که خوشه ها بر اساس مکان جغرافیایی باشند. برای هر ناحیه، یک گره نماینده به عنوان لیدر برای انتفال داده به گره های دیگر عمل می کند. گره لیدر، هیچ تراکم یا ترکیب را مثل دیگر پروتکل های مسیریابی سلسله مراتبی بحث شده انجام نمی دهند

2-6-2 پروتکل GEAR

این مسیریابی در مورد استفاه از اطلاعات جغرافیایی در حین انتشار پرس و جوها به نواحی مناسب است [21]. پروتکل  GEAR، که بر پایه اگاهی از انرژی و همسایه عمل مسیریابی را انجام می دهد، هدف اصلی محدود کردن تعداد Interest ها در انتشار مستقیم فقط با توجه به یک ناحیه مشخص نسبت به ارسال Interest ها به همه شبکه است. GEAR می تواند انرژی بیشتری را نسبت به انتشار مستقیم ذخیره کند.
هر گره در GEAR هزینه براوردی و فراگیری را از طریق همسایه هایش نگهداری می¬کند. هزینه براوردی ترکیبی از انرژی باقیمانده و فاصله با مقصد است. هزینه فراگیری پالایش هزینه، براوردی است که برای مسیریابی موجود در شبکه محاسبه می¬شود. یک حفره زمانی ایجاد می شود که یک گره هیچ همسایه نزدیک¬تری به ناحیه مقصد نسبت به خودش ندارد. اگر هیچ حفره ای نباشد هزینه براوردی برابر است با هزینه فراگیری. هزینه فراگیری یک گام به عقب منتشر می شود، در هر زمان یک بسته به مقصد می رسد به خاطر اینکه برپایی مسیر برای بسته بعدی تنظیم خواهد شد.
دو فاز در الگوریتم وجود دارد:
1.    ارسال بسته ها به سمت ناحیه هدف: به محض دریافت یک بسته، یک گره همسایه¬هایش را بررسی میکند، اگر بیش از یک همسایه بود که نسبت به خودش به ناحیه هدف نزدیک تر بود متوجه می شود. اگر بیش از یک همسایه وجود داشت، نزدیک ترین همسایه به ناحیه هدف به عنوان گام بعدی انتخاب می شود. اگر همه انها فاصله شان نسبت به خود گره بیشتر است بدین معنی است که یک حفره در شبکه موجود است. در این حالت، یکی از همسایه ها برای ارسال بسته بر اساس تابع هزینه براوردی انتخاب می شود. سپس این انتخاب می تواند بر طبق هزینه فراگیری در طول ارسال بسته ها انتخاب شود.
2.    ارسال بسته ها داخل ناحیه: اگر بسته به ناحیه رسید، می تواند در ان ناحیه با ارسال جغرافیایی بازگشتی و یا سیل اسا به طور محدود شده، منتشر شود. سیل اسای محدود شده وقتی سنسورها به صورت متراکم گسترش یافته اند خوب است. در شبکه های با چگالی بالا، سیل اسای جغرافیایی بازگشتی بهره وری انرژی بیشتری نسبت به سیل اسای محدود شده دارد. در این حالت، ناحیه به چهار زیر ناحیه تقسیم شده و چهار کپی از بسته  ایجاد می-شود. فرایند انشعاب (چند دسته ای شدن) و ارسال تا زمانی که ناحیه هایی فقط با یک گره ایجاد شود ادامه پیدا می کند.

هر سوالی در ns-2 دارید، با ما در میان بگذارید.

شماره تماس : ۰۹۱۴۷۴۵۰۳۶۷

E-mail: majidi86@gmail.com

skype: Akbarmajidi

Viber, WhatsApp, Telegram: 0098 914 745 0367