راه حل برنامه نویسی دینامیک (پویا) برای مسیریابی QoS در شبکه Ad Hoc بی سیم با محدودیت های انرژی

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

۲. روش برنامه نویسی پویای سنتی

شکل ۱. مدل برنامه نویسی پویا

۳. مدل مسیریابی QoS براساس برنامه نویسی پویا (دینامیک)

شکل ۲. مدل مسیریابی QoS براساس برنامه نویسی دینامیک (پویا)

۳.۱ تعریف مرتبط

۳.۲ متریک مسیر

۳.۳ تابع شاخص بهینه

۴. تجزیه و تحلیل الگوریتم

۴.۱ توصیف الگوریتم

۴.۲ تجزیه و تحلیل پیچیدگی الگوریتم

۵. نتیجه شبیه سازی و تجزیه و تحلیل

۵.۱ هاپ مسیریابی

شکل ۳. مقایسه هاپ مسیریابی

۵.۲ هزینه مسیریابی

شکل ۴. مقایسه هزینه مسیریابی

۵.۳ مقایسه پهنای باند

شکل ۵. نرخ پهنای باند محدودیت و پهنای باند واقعی

۶. جمع بندی

در شبکه های Ad Hoc موبایلی (سیار) (MANET ها) ، فراهم نمودن کیفیت خدمت (QoS) تضمین کننده کاربردهای چندرسانه ای گوناگون (متنوع) امری ضروری است. اکثریت پژوهشات متمرکز بر متریک های QoS بوده ، اما محدودیت های ناچیز انرژی سیستم MANET خود مسئله ای نسبتا مهم است. در این مقاله ، ما در تلاش برای حل محدودیت باتری و محدودیت های پهنای باند در MANET ها با استفاده از روش برنامه نویسی دینامیک (پویا) می باشیم. در ابتدا ، ما مدل مسیریابی QoS ای براساس برنامه نویسی دینامیک ساخته و سپس توصیف جزییاتی (با جزییات) از الگوریتم مطرح می کنیم. شبیه سازی ها بمنظور ارزیابی عملکرد الگوریتم مطروحه انجام شده است.

MANET سیستم چندین هاپ ای موقتی خود - پیکربند با مجموعه ای از پایانه های سیار (موبایلی) همچون فرستنده های بی سیم است. MANET ها بصورت گسترده ای ، به لطف سرعت و خود سازماندهی و هزینه های پایینش ، در زمینه ها (صنایع) نظامی ، شبکه های حسگر بی سیم ، جستجوی اضطراری و غیره استفاده شده است. با توسعه شبکه ها و تقاضاهای بالای کاربران ، فراهم نمودن پشتیبانی QoS توجه زیادی به خوب معطوف نموده است. QoS ارتباط مبدا-به-مقصد را بروی انتشار تاخیر ، پهنای باند و غیره فراهم می سازد. چگونگی استفاده منطقی و کارامد از منابع شبکه ای بی سیم بمنظور فراهم نمودن QoS برای کاربردهای چند رسانه ای متنوع ، اکنون مسئله ای ضروری و حیاتی است. در پژوهش سنتی ، پژوهشگران متمرکز بر متریک های QoS انتخاب شده بوده ، که دربرگیرنده پهنای باند موجود ، تاخیر مبدا - به - مقصدی ، نرخ تلفات بسته ، و غیره می باشند. اما سیاریت (تحرک) گره ها و محیط پیرامون تاثیر زیادی بروی حالت پیوند ها در MANET ها ، خصوصا در شبکه هایی با مقیاس بزرگ ، دارد. بنابراین ، تهیه ، تازه سازی ، و نگهداری پارامترهای پیوند امری دشوار است. علاوه بر این ، یافتن مسیری که محدودیت های چندگانه QoS را ارضا کند ، ذاتا دشوار است. در این مقوله مقرر شده که دستیابی به بیش از یک محدودیت QoS بعنوان چند جمله ای غیر قطعی NP-کامل در نظر گرفته شده است. در نتیجه ، طراحی روش چندین پارامتری برای مسیریابی QoS توصیه نمی شود. در MANET ها ، گره ها با یکدیگر از طریق کانال های بی سیم ارتباط برقرار می کنند که منتج به پهنای باند محدود شده می شود. در این مقاله ، ما پهنای باند را بعنوان پارامتر مهم QoS قلمداد نموده ایم. بصورت کلی ، پژوهشگران در مسیریابی QoS ، معمولا مصرف انرژی باتری که بیانگر یکی از بزرگترین محدودیت ها در MANET ها می باشد ، را در نظر نمی گیرند. اکثریت تجهیزات شبکه در MANET ها حجم کوچکی داشته و انرژی باتری آنها بشدت پایان پذیر است. در برخی از کاربردها ، توانایی باتری ، حتی تعیین کننده طول عمر کل سیستم است. بنابراین چگونگی استفاده از انرژی بصورت کارامد و بهبود طول عمر گره ها اخیرا به مسئله بحرانی و حیاتی بدل شده است. در این مقاله ، ما رویکرد مسیریابی QoS را براساس روش برنامه نویسی پویا مطرح نموده و مصرف انرژی و پهنای باند را بعنوان نکته های شروع کننده اصلی مان در نظر می گیریم. رویکرد برنامه نویسی پویا نظریه (تئوری) کارامدی برای حل مسئله تصمیم گیری چندین مرحله ای است. نظریه ، ترجمه مسئله چندین مرحله ای به مسئله های همبسته تک-مرحله ای است. هنگامی که مسائل تمامی مراحل حل شوند ، مسئله چند مرحله ای مطابقا پردازش شده است. زیر استراتژی ، استراتژی بهینه که محدودیت ها را ارضا می کند ، برای حالت اولیه و نهایی اش ، باید بهینه باشد. هنگامی که مسیریابی بهینه ، که محدودیت های QoS را ارضا می کند ایجاد شود ، زیر مسیر یابی اش قطعا بهینه است. در نتیجه ، از محاسبات تکرار شده اجتناب شده و منابع بشدت ذخیره (صرفه جویی) می شوند. در همین حال ، الگوریتم برنامه نویسی پویا دارای پیچیدگی زمانی کم و هزینه های انرژی پایین در قیاس با دیگر روش ها در خلال فرایند مسیریابی بوده که کاملا برای تضمین ذخیره انرژی ضروری و حیاتی است.