بکارگیری اتوماتای یادگیری برای مسیریابی، تحمل پذیری خطا و کنترل توپولوژی در شبکه های حسگر
چکیده
این پایان نامه به بررسی توانایی مدل اتوماتای یادگیر برای حل مسایل مطرح در شبکه های حسگر می پردازد. با توجه به توانایی های اتوماتای یادگیر (از قبیل بار محاسباتی کم، قابلیت استفاده در محیط های توزیع شده و دارای اطلاعات نادقیق، نیاز به کمترین بازخورد از محیط و ...)، به نظر می رسد که استفاده از آن برای حل مسایل مطرح در شبکه های حسگر مناسب باشد. به منظور بررسی دقیق تر این مطلب، در این پایان نامه 3 حوزه مختلف از مسایل مطرح در شبکه های حسگر انتخاب شده و سعی شده است راهکاری مبتنی بر اتوماتای یادگیر برای هریک از این حوزه ها ارایه شود. این سه حوزه عبارتند از مسیریابی، تحمل پذیری خطا و کنترل توپولوژی. در حوزه مسیریابی در شبکه های حسگر، یک پروتکل مسیریابی بر اساس اتوماتای یادگیر پیشنهاد شده است که در آن معیار طول عمر شبکه مد نظر قرار گرفته و با استفاده از اتوماتای یادگیر، سعی شده است که این مهم تأمین گردد. در همین حوزه یک مکانیزم زمانبندی برای ارتباط سرخوشه با اعضای خوشه در پروتکل های مسیریابی سلسله مراتبی با استفاده از اتوماتای یادگیر پیشنهاد شده است. در این مکانیزم از اتوماتای یادگیر به منظور تشخیص عضوهایی از خوشه که داده بیشتری برای ارسال به سرخوشه دارند، استفاده شده است. در حوزه تحمل پذیری خطا در این شبکه ها، یک پروتکل تحمل پذیر خطای ناسازگاری داده با استفاده از اتوماتای یادگیر پیشنهاد شده است. در این پروتکل، از اتوماتای یادگیر به عنوان ابزاری برای انتخاب گره های دارای قابلیت اطمینان بالاتر به منظور انجام مسیریابی استفاده شده است. در حوزه کنترل توپولوژی یک پروتکل کنترل توپولوژی مبتنی بر اتوماتای یادگیر سلولی پیشنهاد شده است که در آن اتوماتای یادگیر هر گره در همکاری با اتوماتاهای یادگیر گره های همسایه، محدوده انتقال مناسب برای آن گره را انتخاب می نماید. تمامی پروتکل ها و مکانیزم های پیشنهادی با استفاده از نرم افزار شبیه ساز ns2 شبیه سازی شده و رفتار پروتکل ها بر اساس نتایج این شبیه سازی ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج ارزیابی ها عملکرد مطلوب پروتکل ها و مکانیزم های پیشنهادی را نشان می دهد. مطلوب بودن نتایج این بررسی ها در حقیقت نشان می دهد که مدل اتوماتای یادگیر مدلی مناسب برای حل مسایل مطرح در شبکه های حسگر می باشد. علاوه بر موارد فوق، در یک مطالعه فرعی صورت پذیرفته در این پایان نامه، برای پروتکل هایی که در آنها از یک توری مجازی روی محیط شبکه استفاده می شود، بررسی دقیقی روی شکل های مختلف سلول های توری مجازی صورت پذیرفته و نشان داده شده است که تعریف مناسب شکل سلول تأثیر بسیار زیادی در عملکرد شبکه به خصوص از لحاظ کاهش مصرف انرژی دارد.