پروتكل مسيريابي جديد مبتني بر كيفيت خدمات در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم با تحليل سلسله مراتبي

A Novel Routing Protocol based on the Quality of Service in Wireless Sensor Networks with Hierarchical Analysis

در اين مقاله يك پروتكل مسيريابي جديد مبتني بر كيفيت خدمات (QoS) در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم پيشنهاد شده است. در روش پيشنهادي، سرخوشه‌ها توسط گره چاهك تعيين مي‌شوند و عمل مسيريابي بر اساس معيارهاي مبتني بر كيفيت خدمات و كارآمدي انرژي انجام مي‌شود. الگوريتم تصميم‌گيري چندمعياره همراه با جدول ترجيحات براي توزيع يكنواخت بار و ترافيك شبكه استفاده مي‌شود. اين روش، اولويت معيارهاي كيفيت خدمات از جمله قابليت اطمينان، انرژي و تأخير را براي تعيين برازندگي مسير با روش سلسله مراتبي در نظر مي‌گيرد. پروتكل پيشنهادي در محيط شبيه‌سازي Matlab پياده‌سازي شده و اثر آن مورد ارزيابي قرار گرفته و با پروتكل BERR مقايسه شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه الگوريتم پيشنهادي حدود 50% در مصرف انرژي و 150% در طول عمر شبكه نسبت به پروتكل BERR در شبكه‌هاي با مقياس بزرگ بهتر عمل مي‌كند. از آن‌جايي كه روش پيشنهادي سعي در انتخاب كوتاه‌ترين مسيرها و به‌كارگيري ارسال مجدد بسته‌هاي گم‌شده دارد، آن مي‌تواند ميانگين تأخير را حدود 30% در شبكه‌هاي با مقياس بزرگ بهبود داده و قابليت اطمينان بالايي داشته باشد.

In this paper، a novel routing protocol based on the quality of service (QoS) in wireless sensor networks is proposed. In the proposed method، cluster heads are determined by the sink node and routing operation is done according to the QoS and energy efficiency criteria. Multi-criteria decision making algorithm along with the preferences table is used to uniformly distribute load and traffic the network. The method involves priority of QoS measures such as reliability، energy and delay to determine fitness of each route in a hierarchical manner. The proposed protocol is implemented in MATLAB simulation environment and its effectiveness is evaluated and compared with BERR protocol. Simulation results show that the proposed algorithm outperforms the BERR protocol by about 50% in energy consumption and 150% in the network life time in large scale networks. Since the proposed method tries to selects the shortest routes and uses the retransmission of lost packets، it can improve average of delay for about 30% in large scale networks and shows high reliability.