دانلود رایگان ترجمه مقاله مصرف متعادل انرژی برای شبکه های حسگر بی سیم (آی تریپل ای 2016)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

نویسندگان در مورد پروتکل مسیریابی محلی شده براساس هر عمق را (DBR) در [4] برای UWSN مورد بحث قرار داده‌اند. DBR از عمق گره حسگر به‌عنوان متریک انتقال برای ارسال داده به BS استفاده می‌کند. داده‌ها در چند هاپ از منبع به مقصد فرستاده می‌شوند. گره فرستنده شامل اطلاعات عمق آن در بسته داده و پخش به گره‌ها در محدوده‌ی آستانه است. گره گیرنده، عمق آن را با عمق گره فرستنده مقایسه می‌کند. اگر عمق گره گیرنده بزرگتر از گره فرستنده باشد، گره گیرنده فقط بسته اطلاعاتی را دور می‌اندازد. در غیراین صورت، بسته داده را برای زمان خاص نگه می‌دارد. گره با عمق کوچکتر دارای زمان نگه داری کمتری است و به‌عنوان فرستنده واجد شرایط بعدی برای بسته داده انتخاب می‌شود. بنابراین، گره‌های با عمق کوچکتر همیشه در حال انتقال داده‌ها به دلیل تخلیه انرژی بسیار سریع و ایجاد مشکل hotspot در شبکه هستند. در DBR گره‌ها با عمق کم بار بیشتری در مقایسه با گره با عمق بالا دارند، با توجه به این مسئله بار نامتعادل گره با عمق کم به سرعت از بین می‌رود.
برای مصرف کارآمد انرژی، پروتکل مسیریابی مبتنی بر عمق کارآمد انرژی (EEDBR) [5] برای UWSNs معرفی شده است. EEDBR یک پروتکل مسیریابی محلی مبتنی بر عمق کم یا زیاد برای UWSN است. که از عمق به خوبی انرژی باقی‌مانده از گره سنسور به عنوان متریک برای ارسال داده به sink استفاده می‌کند. گره فرستنده ،گره با انرژی باقی‌مانده‌ی بالا در همسایگی خود را به عنوان فرستنده بعدی انتخاب می‌کند و داده‌ها از منبع به sink در چند هاپ فرستاده می‌شوند. در گره‌های EEDBR که نزدیک به sink هستند بار بیشتری نسبت به گره‌های دور از sink دارند. با توجه به بار نامتعادل، گره‌های نزدیک به sink زودتر از بین می‌روند و مشکل hotspot را در شبکه ایجاد می‌کنند.
Ayaz و همکارانش پروتکل مسیریابی H2-DAB را [6] برای UWSNs پیشنهاد دادند. در H2-DAB هر گره حسگر به HopID منحصر به فردی براساس تعداد هاپ sink تخصیص داده شده است. این روش برای تعیین HopID به هر گره حسگر به شرح زیر است. sink بسته سلام را به یک هاپ دور از گره سنسور می‌فرستد. گره‌هایی که بسته سلام را دریافت می‌کنند به HopID تخصیص داده می‌شوند. گره‌های گیرنده، HopID و پخش مجدد بسته سلام را به گره همسایه هاپ با به روز رسانی HopID افزایش می‌دهند. HopID هاپ به هاپ به روز می‌شود. بنابراین، گره‌های نزدیک به sink به یک HopID کوچکتر نسبت به گره‌هایی که دور از sink هستند اختصاص می‌یابند. در طول انتقال داده‌ها از گره‌های با HopID کوچکتر همیشه انتقال داده‌ها، شبیه به DBR انتخاب شده است. به دلیل انتقال مکرر داده‌ها، گره‌های با HopID کوچکتر زودتر از گره‌های دیگر در شبکه از بین می‌روند. در طول انتقال داده، H2-DBR از درخواست و پخش بسته پرس و جو استفاده می‌کند که در محیط با محدودیت منابع مانند UWSNs مناسب نیست [5].
برای به حداکثر رساندن طول عمر شبکه، یک تحرک تطبیقی از گره در مسیریابی براساس آستانه‌ی عمق بهینه‌سازی شده (AMCTD) [9] برای UWSNs ارائه شده است. AMCTD از تابع وزن نه تنها برای تعادل بار بر روی گره‌ها در شبکه بلکه برای تخصیص زمان مطلوب به همسایگان گره منبع استفاده می‌کند. براساس تابع وزن گره منبع، گره فرستنده بعدی برای بسته داده را براساس همسایگان مبتنی بر آستانه انتخاب می‌کند. علاوه بر این، تحرک تطبیقی گره در شرایط پراکنده از توان شبکه پشتیبانی می‌کند.
در [7]، نویسندگان پروتکل مسیریابی مبتنی بر محلی‌سازی و جاری شدن را؛ تحرک تطبیقی بهبود یافته‌ی گره‌ها در مسیریابی مبتنی بر عمق آستانه بهینه‌سازی شده (IAMCTD) برای UWSN ارائه دادند.
IAMCTD از تابع انتقال (FF)؛ برای محاسبه زمان نگه‌داری بهینه با استفاده از متریک مسیریابی استفاده می‌کند (LSNR,SQL, ECF, DDF) که با جاری شدن و از دست دادن مسیر و تاخیر زمان انتشار مقابله می‌کند.

علاوه‌براین، الگوی تحرک بهینه‌سازی شده موجب کاهش تاخیر پایان به پایان می‌گردد. در روش IAMCTD گره‌های نزدیک به سطح سریع خالی از انرژی می‌شوند، زیرا موجب به وجود آمدن مشکل hotspot می‌گردند. علاوه‌براین، عمق آستانه با توجه به تراکم شبکه تغییر می‌یابد، بنابراین نیاز به تبادل بسته کنترل به صورت منظم وجود دارد. تبادل کنترل بسته، به‌عنوان سربار عمل می‌کند و منابع شبکه را هدر می‌دهد [2].
برای تحویل قابل اعتماد داده‌ها، نویسندگان مسیریابی مبتنی بر عمق (CoDBR) [8] را برای UWSN پیشنهاد داده‌اند. همکاری که در لایه شبکه انجام می‌گردد، به‌منظور افزایش قابلیت اطمینان و توان بهره‌وری از شبکه است. گره منبع دو گره را براساس عمق اطلاعات انتخاب می‌کند. گره منبع داده‌ها را به گره مربوطه و مقصد می‌فرستد. سپس گره مربوطه داده را به گره مقصد با استفاده از روش تقویت و روبه جلو (AF) می‌فرستد. سه کپی دریافت شده از داده در مقصد با استفاده از روش تنوع ترکیب می‌شوند.
نویسندگان R-ERP2R (پروتکل مسیریابی قابل انرژی آگاه قابل اطمینان براساس فاصله فیزیکی و انرژی باقی‎مانده) [15] را برای UWSN پیشنهاد دادند. R-ERP2R از معیارهای مسیریابی چند متریکی که، فاصله فیزیکی، کیفیت لینک و انرژی باقی‌مانده برای انتخاب گره فرستنده هستند استفاده می‌کند. که براساس فاصله فیزیکی به‌عنوان یک متریک مسیریابی انجام می‌شود. همچنین این مسئله، راه‌حل انرژی کارآمد با کیفیت لینک بهتر برای انتقال داده‌ها فراهم می‌کند. علاوه‌براین، هیچ زمان نگهداری در R-ERP2R، که منجر تاخیر پایان به پایان گردد وجود ندارد.
در [21] نویسندگان، سه پروتکل مسیریابی به‌عنوان یک بهبود برای مسیریابی براساس عمق پ پیشنهاد دادند: DBR، EEDBR و AMCTD. مسیریابی مبتنی بر عمق و حساس به تاخیر (DSDBR) یک نسخه بهبود یافته از DBR است که به انجام مسیریابی بر اساس عمق اطلاعات، زمان نگهداری و آستانه عمق می‌پردازد. DSDBR از Fi و WF برای انتخاب بهتر فرستنده و به حداقل رساندن تاخیر پایان به پایان، برای سازگار کردن DBR برای برنامه‌های کاربردی با زمان بحرانی استفاده می‌کند. نسخه بهبود یافته EEDBR که، DSEEDBR (مسیریابی مبتنی بر عمق و حساس به تاخیر و انرژی آگاه) است و از آستانه عمق (DTH) برای گره‌های حسگر و ارائه تجزیه و تحلیل به منظور برآورد DSHT (زمان نگهداری حساس به تاخیر) استفاده می‌کند. DSHT عدم ارسال مجدد در عمق کم را به منظور مقابله با تاخیر انتشار حذف می‌کند. نسخه بهبودیافته AMCTD که، DSAMCTD (تحرک تطبیقی حساس به تاخیر گره پیک در مسیریابی مبتنی بر عمق در بهینه‌سازی آستانه) است، از فرمول PF برای انتخاب یک گره حسگر با همسایگان بالاتر به‌عنوان یک فرستنده بهینه برای بسته‌های داده استفاده می‌کند. این مسئله منجر به فراهم شدن حداقل تاخیر پایان به پایان با تحرک تطبیقی و کاهش توان عملیاتی شبکه می‌شود.
AEDG (جمع‌آوری کارآمد داده‌ها(AUV) -Aided) [18]، یک وسیله خودگردان در زیرآب (AUV) براساس پروتکل مسیریابی برای جمع‌آوری کارآمد داده ها و تحویل قابل اعتماد داده‌ها در UWSN ارائه می‌کند. AUV اطلاعات را از گره‌های دروازه جمع‌آوری می‌کند. گره‌های سنسور از یک الگوریتم درخت با کوتاهترین مسیر (SPT) برای ارتباط با گره دروازه استفاده می‌کنند. پروتکل AEDG تعداد گره‌های درگیر با گره دروازه و چرخش آن با گذشت زمان برای به حداقل رساندن مصرف انرژی شبکه و جلوگیری از اضافه بار را محدود می‌کند. علاوه‌براین، AEDG توان عملیاتی شبکه را با مسیر بیضوی از AUV و با استفاده از یک مجموعه غالب متصل (CDS) بهبود می‌بخشد.
اولین بار که AUV در AURP استفاده شد [16]. یک پروتکل مسیریابی با کمک AUV برای شبکه‌های حسگر صوتی زیرآب. AUV به‌عنوان گره مربوطه عمل می‌کند، که داده‌ها را از گره‌های حسگر و از طریق گره‌های دروازه و فرستنده به sink جمع‌آوری می‌کند. علاوه‌براین، تحرک کنترل شده‌ی AUVs برای دستیابی به نرخ تحویل داده بالا و مصرف انرژی پایین قابل دستیابی است.
نویسندگان mobicast [17]، را که یک جغرافیای تلفن‌همراه نامیده می‌شود،پروتکل مسیریابی برای به حداقل رساندن مصرف انرژی درحالی‌که جمع‌آوری داده‌ها برای UWSNs سه بعدی به حداکثر رسیده است پیشنهاد دادند. گره‌های حسگر نزدیک به AUV، ZOR 3-D را ایجاد می‌کنند. AUV بر روی مسیر تعریف شده کاربر حرکت کرده و اطلاعات را از یک سری ZORs سه بعدی جمع‌آوری می‌کند. گره‌های حسگر معمولا در حالت خواب هستند. از این رو، پروتکل مسیریابی در دو مرحله انجام می‌شود: در مرحله اول AUV اطلاعات را از سنسور در Zor سه بعدی جمع‌آوری می‌کند و در مرحله دوم، گره‌های حسگر برای ZOR سه بعدی شروع به کار می‌کنند.