ارزیابی و بهبود طرح های خوشه بندی پویا و پایدار در شبکه های خودرویی موردی
چکیده
با رشد روز افزون فناوری های ارتباطی بی سیم، استفاده از این فناوری ها در توسعه ی شبکه های خودرویی جدید، مورد توجه مجامع علمی و خودروسازان قرار گرفته است. شبکه های خودرویی موردی یا اقتضایی (vanet) یکی از این فناوری های نوظهور است که کاربردهای فراوانی را در سطح جاده ها ایجاد کرده است. این فناوری، سیستم های حمل و نقل هوشمند را بهبود بخشیده و سرویس های جدیدی را به رانندگان ارائه می دهد. با این وجود، تحرک خودروها به عنوان گره های بی سیم در vanetها، قطعی های مکرر ارتباطات و همچنین تغییرات مداوم توپولوژی را به همراه دارد. خوشه بندی تکنیکی است جهت تشکیل گروهی از گره ها که می تواند کارایی شبکه را تا حد زیادی افزایش دهد. خوشه بندی با ایجاد یک ستون فقرات مجازی در سطح جاده، جابه جایی داده ها را به صورت بهینه فراهم کرده و مصرف منابع محدود مثل پهنای باند را بهبود می بخشد. درسال های اخیر، تکنیک خوشه بندی در شبکه های اقتضایی متحرک (manet) مورد مطالعه قرار گرفته است. اما باتوجه به ویژگی های منحصر به فرد vanetها مثل سرعت بالای گره ها، تغییرات مکرر توپولوژی، مقیاس بزرگ شبکه و مانند آن، طرح های خوشه بندی قدیمی جهت استفاده در vanetها مناسب نیستند. بنابراین نیاز به طراحی روش های جدید خوشه بندی مبتنی بر خصوصیات vanetها احساس می شود. در این پایان نامه، ابتدا به تشریح و ارزیابی نقاط ضعف و قوت رویکردهای موجود خوشه بندی پرداخته شده و سپس الگوریتم های جدیدی پیشنهاد می شود. در هر یک از طرح های پیشنهادی، ابعاد مختلفی از مسائل و چالش های خوشه بندی در vanet مورد توجه قرار گرفته است. این مشکلات عبارتند از: مقاومت در برابر قطعی اتصالات، تحرک بالای خودروها، توپولوژی بسیار پویا، توجه به اتصالات با زیرساخت های کنار جاده ای، کنترل سربارهای ارتباطی و کیفیت سرویس. علاوه بر این، شبیه سازی جامعی از طرح های پیشنهادی انجام شده است. در شبیه سازی طرح ها، از یک بستر ترکیبی شبیه سازی شامل ابزارهای omnet++، sumo و veins، استفاده شده است. با کمک نتایج شبیه سازی، ایده های مطرح شده با دیگر طرح های موجود مقایسه شده و بهبودهای صورت گرفته مورد ارزیابی قرار می گیرند.
