دانلود پایان نامه مهندسی فناوری اطلاعات: ارائه یک روش جدید برای مکان­یابی و همزمان­سازی توامان در شبکه­ های حسگر بی­سیم زیر آب

دانشگاه صنعتی شیراز

دانشکده مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات گروه فناوری اطلاعات

 پایان نامه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی فناوری اطلاعات گرایش شبکه­ های کامپیوتری

عنوان:

ارائه یک روش جدید برای مکان­یابی و همزمان­سازی توامان در شبکه­ های حسگر بی­سیم زیر آب

استاد راهنما:

دکتر رضا جاویدان

استاد مشاور:

مهندس محمدرفیع خوارزمی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب:

1- فصل اول: کلیات………………………. 1

1-1- مقدمه……………………….. 2

1-2- تعریف مساله، هدف و ضرورت اجرای طرح پایان نامه…………….. 4

1-3- روش ها و فنون اجرایی طرح پایان نامه……………………….. 5

1-4- ساختار فصل بندی پایان نامه……………………….. 6

2- فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق………………………. 7

2-1- مقدمه……………………….. 8

2-2-آشنایی با شبکه های حسگر بی سیم زیرآب…………………………. 8

2-2-1- اجزای شبکه های حسگر بی سیم زیرآب…………………………. 10

2-2-2- معماری های مختلف شبکه های حسگر بی سیم زیرآب……….. 11

2-2-3- چالش های شبکه های حسگر بی سیم زیرآب…………………………. 14

2-2-4- همزمان سازی ساعت در شبکه های حسگر بی سیم زیرآب………… 15

2-2-5- مکان یابی در شبکه های حسگر بی سیم زیرآب…………………………. 19

2-3- تخمینگر حداقل مربعات…………………………. 26

2-4- مرز پایین کرامر رائو………………………… 28

3- فصل سوم: مروری بر تحقیقات اخیر انجام شده………………………. 32

3-1- شبکه های حسگر بی سیم………………………… 33

3-1-1- مکان یابی…………………………. 33

3-1-2- همزمان سازی…………………………. 34

3-1-3- مکان یابی و همزمان سازی به صورت همزمان………………………… 35

3-2- شبکه های حسگر بی سیم زیرآب…………………………. 37

3-2-1- مکان یابی…………………………. 37

3-2-2- همزمان سازی…………………………. 39

3-2-3- مکان یابی و همزمان سازی به صورت همزمان………………………… 40

4- فصل چهارم: روش پیشنهادی………………………. 43

4-1- مقدمه……………………….. 44

4-2- روش پیشنهادی برای انجام همزمان سازی و مکان یابی توامان………… 44

4- 2- 1- تنظیمات سیستم و فرضیات…………………………. 47

4-2-2- فاز اول: مکان یابی اولیه با استفاده از تکنیک TOA…………………………

4-2-3- فاز دوم: تدریجی کردن حرکت حسگرها………………………. 50

4-2-4- فاز سوم: تخمین اریب زمان سنجی و انحراف…………………………. 51

4-2-5- فاز چهارم: جبران اثر لایه بندی…………………………. 52

4-2-6- فاز پنجم: مکان یابی همراه با پالایش تکرار……………………….. 55

4-2-7- به کار گیری مرز پایین کرامر رائو برای روش پیشنهاد شده………. 58

5- فصل پنجم: شبیه سازی و ارزیابی نتایج ……………………….59

5-1- مقدمه……………………….. 60

5-2- پارامترها، متریک ها و روش تحلیل…………………………. 60

5-3- طراحی آزمایش………………………….. 61

5-4- شبیه سازی و تحلیل نتایج…………………………. 61

6- فصل ششم: خلاصه، نتیجه گیری و پیشنهادات آتی…….. 70

6-1- خلاصه……………………….. 71

6-2- نتیجه گیری…………………………. 73

6-3- نوآوری روش ارائه شده……………………….. 74

6-4- پیشنهادها………………………. 74

مراجع ……………………….76

پیوست ها………………………. 80

چکیده:

مکان­یابی و همزمان­سازی از عناصر کلیدی در بسیاری از برنامه­های کاربردی ارتباطی زیرآب هستند که علی­رغم وابستگی بسیار، معمولا جدا از هم عمل می­کنند. اما از آنجا که سرویس­های همزمان­سازی پیش­نیاز الگوریتم­های مکان­یابی هستند و اطلاعات در رابطه با مکان حسگرها برای تخمین تاخیر انتشار مورد استفاده قرار می­گیرند، مکان­یابی و همزمان­سازی را می­توان در کنار هم انجام داد. از مزایای این روش می توان به صرفه جویی قابل توجه در مصرف انرژی که ناشی از کاهش تعداد مبادلات پیام می­باشد اشاره کرد.

در این پایان ­نامه یک روش جدید ترتیبی شامل پنج فاز تعیین موقعیت اولیه، تدریجی کردن حرکت حسگر، تخمین انحراف ساعت و اریب زمان­سنجی، جبران اثر لایه ­بندی و مکان­یابی همراه با پالایش تکرار، برای انجام همزمان­سازی و مکان­یابی توامان در شبکه­ های حسگر بی­سیم زیرآب ارائه شده است. در این روش علاوه بر در نظر گرفتن حرکت حسگرها، عدم حرکت امواج صوتی زیرآب در یک مسیر مستقیم و تغییرسرعت انتشار این امواج در عمق­های مختلف در نظر گرفته شده است. روش پیشنهادی در این پایان نامه با نرم­افزار مطلب شبیه سازی شده و نتایج با یک روش معیار مناسب و همچنین مرز پایین کرامر رائو مقایسه شده­اند. نتایج نشان می­دهند که روش ارائه شده دارای کارایی نزدیک به کران پایین کرامر رائو می­باشد و نسبت به روش معیار، بهتر عمل می­کند. قابل به ذکر است که روش پیشنهادی نسبت به روش­های پیشین بار محاسباتی بیشتری را به شبکه اعمال می­کند و مناسب جهت کاربردهایی می­باشد که به دست آوردن اطلاعات دقیق نسبت به مصرف انرژی از اهمیت بیشتری برخوردار باشد.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

با گسترش روزافزون ابزارهای هوشمند کوچک وبا همگرا شدن ارتباطات بی­سیم با ابزارهای ریز، امکان پدید آمدن شبکه ­های کم­هزینه و در ابعاد مختلف فراهم شده است، شبکه ­هایی که بتوانند اطلاعات محیطی را برای انسان جمع­آوری کنند، شبکه­ هایی که بدون زیرساخت و به سرعت برقرار شده و بتوانند خود را سازماندهی کنند و نیازی به انرژی خارجی نداشته باشند. مهمترین این شبکه­­ها، شبکه­های حسگر بی­سیم می­باشند و هر روزه کاربردها و استفاده ­های جدیدی در زمینه امور نظامی و غیر نظامی برای این نوع از شبکه ­ها ارائه می­شوند و مورد استفاده قرار می­گیرند.

شبکه های حسگر بی­سیم زیرآب گونه ای از شبکه های حسگر هستند که در محیط زیر آب قرار می­گیرند و توسط امواج صوتی با یکدیگر ارتباط دارند. شبکه های حسگر بی­سیم در زیرآب برای مقاصدی چون جمع آوری داده های کف آب، نظارت بر آلودگی آبها، نظارت بر محیط ساحل، ناوبری و کاربردهای نظامی نظارت بر محیط به کار برده می شوند[1].

از ­آنجا که که در شبکه های حسگر بی سیم زیرآب، رسانه انتقال آب است، چالش­ها و مشکلات خاص خود را دارد که طراحی شبکه را تحت تاثیر قرار می­دهند، از جمله این چالش­ها می­توان به تغییر سرعت صوت با توجه به عمق، دما و شوری آب، تحرک دائمی حسگرها، تاخیر انتشار طولانی و چندمسیری[1] را نام برد. بنابراین پروتکل­ها و پروتکل­ها و الگوریتم­های لایه­ های شبکه های حسگر زمینی برای شبکه­ های حسگرزیر آب نامناسبند.

تاکنون پروتکل­ها و الگوریتم­های زیادی به خصوص در زمینه مسیریابی و در زمینه کنترل دسترسی به رسانه از جمله Slotted FAMA ,UWAN-MACو… مطرح شده است [2] [3] [4] که در همه آن­ها مساله مکان­یابی و همزمان­سازی حسگرها از اهمیت ویژه­ای برخوردار است، برای مثال دسترسی چندگانه به وسیله تقسیم زمان (TDMA)[2] از مواردی است که بطور رایج در پروتکل­های دسترسی به رسانه(MAC)[3] استفاده می­شود که به همزمانی دقیق میان حسگرها نیازمند است. به عنوان مثالی دیگر از اهمیت همزمان­سازی و مکان­یابی می­توان به این نکته اشاره کرد که تعداد زیادی از الگوریتم­های مسیریابی به اطلاعات مکانی حسگرها وابسته هستند [5] و [6].

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *