عنوان پایان‌نامه
طراحی و تحلیل متد جمع آوری داده در شبکه حسگر بی¬سیم با استفاده از هواپیمای بدون سرنشین
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3103;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78999;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3103;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78999
- تاریخ دفاع
- ۱۱ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمدامین عراقی زاده
- استاد راهنما
- ناصر یزدانی, سعید صفری
- چکیده
- پیشرفت های اخیر در زمینه هواپیمای بدون سرنشین، امکان بهره بردن WSN از UAV به‌عنوان یک مقصد متحرک را فراهم آورده است. این سامانه‌ها WSN-UAV نامیده می‌شوند و برای نظارت از راه دور و کاربردهای اضطراری، مانند وقوع بلایای طبیعی و صحنه نبرد، کاملاً مناسب می‌باشند. با توجه به اینکه پروتکل‌های کنترل دسترسی به رسانه قبلی که برای WSN ارائه شدند در حضور UAV عملکرد مناسبی ندارند، تحقیقات اندکی جهت ارائه پروتکلی جدید، مخصوص نیازمندی های WSN-UAV ارائه‌شده‌اند. پروتکل های دسترسی به رسانه در WSN-UAV باید کاملاً کارآمد و منصف باشند، زیرا حضور UAV در کنار هر حسگر در بازه زمانی محدودی رخ می‌دهد و باید نهایت استفاده به‌صورت منصفانه از این زمان برده شود. متاسفانه پروتکل های ارائه شده قبلی، مسائلی همچون گذردهی بالا در شبکه های متراکم، انصاف بین حسگرها و کارایی در این حوزه را به‌طور کامل حل ننموده اند و فاقد ارزیابی تحلیلی از این مسائل می‌باشند. در این رساله یک پروتکل جدید کنترل دسترسی به رسانه و جمع‌آوری داده برای WSN-UAV به نام AP-MAC ارائه‌شده است که می‌تواند گذردهی بالا، انصاف و کارایی را بخصوص در شبکه‌های متراکم فراهم نماید. ما همچنین ارزیابی تحلیلی AP-MAC را با استفاده از یک زنجیره مارکوف 3 بعدی انجام می‌دهیم و درستی آن را با شبیه‌سازی بررسی می‌کنیم. نتایج شبیه‌سازی در سناریوهای مختلف تأیید می کنند که AP-MAC می‌تواند گذردهی و انصاف را به ترتیب تا 20 و 25 درصد نسبت به آخرین کار در این حوزه بهبود بخشد و درنتیجه کارایی را افزایش دهد.
- Abstract
- Recent advances in Unmanned Aerial Vehicle (UAV) technologies have enhanced Wireless Sensor Networks (WSNs) by offering a UAV as a mobile data gathering node. These systems are called WSN-UAV that are well-suited for remote monitoring and emergency applications. Since previous Medium Access Control (MAC) protocols proposed in WSNs are not appropriate in the presence of a UAV, few research have proposed new MAC protocols to meet WSN-UAV requirements. MAC protocols of WSN-UAV should be extremely efficient and fair due to the time-limited presence of the UAV in the neighborhood of each sensor. However, issues such as high throughput in dense networks, fairness among sensors, and efficiency have not been resolved yet in a satisfactory manner. Moreover, previous works lack analytical evaluation of their protocols. In this paper, we present a novel MAC protocol in WSN-UAV, called Advanced Prioritized MAC (AP-MAC), that can provide high throughput, fairness, and efficiency, especially in dense networks. We also analytically evaluate AP-MAC using a 3-dimensional Markov chain and validate its correctness using simulation. Simulation results under various scenarios confirm that AP-MAC can approximately improve throughput and fairness up to 20% and 25%, respectively, leading to higher efficiency compared with previous work in WSN-UAV systems such as Prioritized Frame Selection (PFS). Keywords: Wireless Sensor Networks-Unmanned Aerial Vehicle, MAC layer, Efficiency, Fairness, Analytical evaluation
