مقاله (پایان نامه) : بهبود خوشه بندی شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از ترکیب الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان

طبقه بندی علمی ویژگی های خوشه بندی

در این بخش انتخاب ما برگزیدن مجموعه ای از ویژگی هایی است که می توان از آنها برای طبقه بندی و تمایز الگوریتم های خوشه بندی شبکه گیرنده بیسیم استفاده نمود. با توجه به مبحث فوق، ما می توانیم ویژگی های زیر را شناسایی کنیم:

  1. خواص خوشه : غالب طرح های خوشه بندی می کوشند تا به برخی از ویژگی برای تولید خوشه ها دست یابند. چنین ویژگی هایی را می توان به ساختار داخلی خوشه یا کیفیت آن را به دیگران مرتبط دانست. موارد زیر در برگیرنده ویژگی های مربوطه اند:
  • تعداد خوشه : در برخی از رویکردهای منتشر شده مجموعه ای از CH ها از پیش تعیین شده و در نتیجه تعداد خوشه ها از پیش نشانده شده است. انتخاب تصادفی CH ها از حسگرهای بکار رفته معمولاً منجر به تنوع تعداد خوشه می شود.
  • ثبات : وقتی تعداد خوشه ها متفاوت است و عضویت گره در طی زمان بیشتر تکامل می یابد گفته می شود طرح خوشه تطبیقی است در غیر این صورت، از آنجا که حسگرها در میان خوشه ها تعویض نمی شوند در ثابت در نظر گرفته شده و تعداد خوشه ها در سراسر طول عمر شبکه یکسان می ماند.
  • وضعیت درون خوشه ای : بعضی از روش های خوشه بندی مبتنی بر ارتباط مستقیم بین حسگر و طراحی CH هستند. با این حال، حسگر چند هاپ نسبت با اتصال CH گاهی ضروری است، به ویژه هنگامی که دامنه ارتباطات حسگر و یا تعداد CH محدود است.
  • اتصال بین CH: وقتی CH قابلیت کشش بلند ارتباطی را نداشته باشند، اتصال CH ها به ایستگاه پایه مشروط خواهد بود. در این صورت، طرح خوشه بندی باید از امکان برقراری یک مسیر بین CH از هر CH به ایستگاه پایه مطمئن باشد. برخی از آثار چاپ شده فرض نمودند که CH قادر به دستیابی مستقیم به ایستگاه پایه خواهد بود.
  1. قابلیت های سر خوشه : همانطور که پیشتر بحث شد الگوی شبکه بر رویکرد خوشه به ویژه قابلیت های گره و دامنه پردازش در شبکه تاثیر می گذارد. ویژگی های گره CH زیر عوامل افتراق در میان طرح های خوشه اند:

 

  • تحرک: هنگامی که یک CH سیار است، عضویت حسگر به صورت پویا تغییر می کند و خوشه ها را باید به طور مداوم حفظ نمود. از سوی دیگر، CH ثابت به خوشه های با عملکرد پایدار تمایل دارد و مدیریت شبکه درون و بین خوشه ای را تسهیل می کند. گاهی اوقات، CH ها می توانند در فواصل محدود سفر کنند تا برای عملکرد بهتر شبکه موقعیت خود را تغییر دهند.
  • نوع گره : همانطور که پیشتر اشاره شد، در برخی موارد راه اندازی یک زیر مجموعه حسگرهای بکار رفته به ضورت CH طراحی شده در حالی که در دیگر CH ها با منابع محاسباتی و ارتباطاتی بسیار بیشتری مجهز شده است.
  • نقش : یک CH به سادگی می تواند به صورت یک تقویت برای ترافیک تولید شده توسط حسگرها در خوشه خود عمل کند یا تجمع / تلفیق داده های گرد آمده حسگر ها را انجام دهد. گاهی اوقات، یک CH به عنوان یک مخزن یا یک ایستگاه پایه بر اساس تشخیص پدیده یا اهداف اقداماتی انجام دهد.

    خرید و دانلود متن کامل:

    پایان نامه ارشد کامپیوتر - نرم افزار دانشگاه آزاد ساری:بهبود خوشه بندی شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از ترکیب الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان

    پایان نامه ارشد کامپیوتر – نرم افزار دانشگاه آزاد ساری:بهبود خوشه بندی شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از ترکیب الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان

  1. فرآیند خوشه بندی : هماهنگی فرآیند کامل خوشه بندی و ویژگی های الگوریتم ها در میان طرح های خوشه بندی منتشر شده تفاوت قابل توجهی دارد.

ویژگی های زیر مناسب انگاشته می شوند:

  • روش : زمانی که CH ها فقط گره های حسگرهای منظم هستند، خوشه بندی باید به شیوه توزیعی بدون هماهنگی انجام شود. در برخی رویکردها، یک منبع قدرتمند متمرکز گره های آفلاین را تفکیک نموده و تحت کنترل اعضای خوشه را اداره می نماید. طرح های ترکیبی نیزبه ویژه هنگامی که CH ها سرشار از منابع هستند یافت می شوند. در مورد اخیر، بین CH ها هماهنگی به شیوه توزیع انجام می شود در حالی که هر CH مجزا مسئول شکل گیری خوشه خود است.
  • هدف گروه بندی گره : همانگونه که در بخش قبل بحث شد، از تشکیل خوشه چندین هدف دنبال می شود. مثال ها عبارتند از: تحمل خطا، تعادل بار، اتصال به شبکه و غیره.
  • انتخاب سر خوشه : CH ها را می توان از پیش تعیین نمود یا به صورت تصادفی از مجموعه گره های موجود برداشت.
  • پیچیدگی الگوریتم : بسته به هدف و روش، الگوریتم های خوشه بندی متعددی پیشنهاد شده است. نرخ پیچیدگی و همگرایی این الگوریتم ها می تواند ثابت یا وابسته به تعداد CH ها و یا حسگرها باشد.

مایلیم متذکر شویم که برخی از این ویژگی ها متقابلاً انحصاری هستند به عنوان مثال از پیش تعیین شدن یا تعداد متغیر خوشه و برخی دیگر اینگونه نیستند. برای نمونه یک فرآیند خوشه بندی ممکن است اهداف چندگانه ای داشته باشد. همچنین شایان ذکر است که خوشه بندی شبکه می تواند بر برنامه ریزی شبکه و پروتکل های لایه پیوند تاثیر بگذارد یا آنکه تحت تاثیر آنها قرار گیرد.