یک الگوریتم مدیریت خرابی سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه‌بندی برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم

Abstract

بدلیل بکارگیری حسگرها در محیطهای دور از دسترس، عوامل مخرب محیطی و عملیات خرابکارانه دشمن، ایجاد هرگونه خرابی در شبکه­های حسگر بی­سیم امری اجتاب ناپذیر است. اغلب روش‌های کشف خرابی مبتنی بر مقایسه محلی، در مواقعی که بیش از نصف گره­های همسایه معیوب باشند و علت خرابی گره­های شبکه مشترک باشد؛ قادر به شناسایی صحیح حسگرهای معیوب نخواهند بود. لذا در این مقاله یک رویکرد کشف خرابی سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه­بندی ارائه می­شود که شرایطی فراهم می‌کند تا برای تعیین وضعیت حسگرهای شبکه به مقایسه داده هر حسگر با داده حسگرهای همسایه اکتفا نکرده و با بررسی داده حسگرهای غیر همسایه در لایه بالاتر، تصمیم درستی در مورد وضعیت حسگرها اتخاذ شود. همچنین بدلیل ناکارآمدی رویکردهای کشف خرابی ایستا، یک رویکرد هوشمند بمنظور تعیین زمان مناسب برای اجرای الگوریتم پیشنهادی ارائه می‌شود که بصورت پویا تعداد دفعات اجرای الگوریتم را کاهش و موجب افزایش طول عمر شبکه می‌شود. نتایج شبیه­سازی­های انجام شده در نرم­افزار متلب حاکی از دقت کشف خرابی بالا و نرخ اخطار نادرست پایین رویکرد پیشنهادی دارد. شبیه­سازی‌ها در چگالی­های مختلف و با احتمال‌های مختلف خرابی و تعداد همسایه­های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته و مقیاس‌پذیر بودن آن و توانایی آن در کشف خرابی اثبات می­شود.