بهبود كارايي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم سه‌بعدي با قابليت جا‌به‌جايي گره‌ها

Improving the performance of three dimensional wireless sensor networks with nodes displacement capability

يكي از مهم‌ترين ابزار كسب اطلاعات و درك محيط، شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم‌اند[i]. اين شبكه‌ها پژوهش‌هاي گسترده‌اي را به خود معطوف كرده‌اند. پيشرفت‌هاي اخير در حوزۀ الكترونيك و مخابرات بي‌سيم باعث شده ‌است حسگر‌هايي با توان مصرفي پايين، اندازۀ كوچك، قيمت مناسب و كاربردهاي گوناگون، طراحي و ساخته ‌شوند. تا ‌كنون بيشتر پژوهش‌هاي انجام‌‌شده در اين زمينه، روي طراحي دوبعدي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم تمركز داشته‌اند؛ درحالي‌كه اين طراحي از دنياي واقعي و كاربردهاي آن به‌دور است. از اين‌ نظر، مطالعه‌ها روي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم سه‌بعدي آغاز شده‌اند كه با محيط واقعي تطابق بيشتري دارند و در كاربردهاي متداولي همچون شبكه‌هاي حسگر زير آب، اتمسفر و جنگل‌ها و محيط‌هايي با موانع مرتفع استفادۀ بيشتري دارند. هدف اين مقاله، افزايش طول عمر شبكه با تغيير پارامترها و افزودن قابليت‌هايي به الگوريتم خوشه‌بندي فازي است كه براي استفاده در خوشه‌بندي سه‌بعدي توسعه داده شده است. اين الگوريتم تعميم‌يافته، الگوريتم فازي C ميانگين است كه براي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم سه‌بعدي طراحي شده است. با افزودن قابليت جابه‌جايي محدود به گرهها و در نظر گرفتن محيط سه‌بعدي براي گره ها، انتظار بهبود در عملكرد شبكه به‌ويژه ازنظر طول عمر وجود دارد. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهند روش پيشنهادي براي افزايش طول عمر شبكه، موفق به بهبود عملكرد نسبت به الگوريتم‌هاي ديگر شده ‌است.

Wireless sensor networks are one of the most important tools for information acquisition and environment identification in many application areas. Recent advances in the field of electronics and wireless telecommunications have led to the design and manufacture of sensors with low power consumption, small size, reasonable price and various applications. Most research in the area of wireless sensor networks has focused on two dimensional sensor networks while in the real world, most of the applications are three dimensional. Some research in this area has focused on underwater, space, forestry, and environment applications. The main objective of the current research is increasing network lifetime by defining new parameters and embedding them in the fuzzy clustering or fuzzy C-means algorithm that has been adapted for three dimensional wireless sensor networks. One of the parameters that has been used in this research is limited movement of sensors. By adding this ability to the network, there is an expectation of improvement in network performance. The results of the experiments indicate the positive effect of this ability on network performance and lifetime.