مروري بر شبكه هاي بي سيم

1. مروري بر شبكه هاي بي سيم Wireless Networks

2. رئوس مطالب شبكه هاي بي سيم (Wireless Networks) شبكه هاي ad-hocبي سيم ( Wireless Ad-Hoc Networks) (MANET)Mobile Ad-hoc NETwork Wireless Ad-hoc Sensor Network (MANET)Mobile Ad-hoc NETwork (VANETs) Vehicular Ad-hoc NETworks مسيريابي شبكه هاي بي سيم

3. شبكه هاي بي سيم شبكه بي سيم شبكه اي است كه در آن كاربران صرف نظر از موقعيت هاي جغرافيائي مي‌توانند به اطلاعات و سرويس ها دسترسي داشته باشند . شبكه هاي بي سيم داراي زيرساخت مشخص شبكه هاي تلفن همراه (شبكه هاي سلولي) شبكه هاي بي سيم ادارات و رستورانها و ... شبكه هاي ad-hoc در مناطق نظامي و جنگي عمليات امداد و نجات

4. شبكه هاي ad-hoc بي سيم عوارض ارتباط راديويي نويز تداخل Fading پهناي باند كمتر عملكرد هر نود توپولوژي ديناميك شبكه مسيريابي multi-hop Wireless ad-hoc network، مجموعه اي ازنودهاي مستقل و يا ترمينالهاي مجهز به فرستنده و گيرنده هاي راديويي هستند كه به وسيله تشكيل شبكه راديوييmulti-hopبا هم ارتباط برقرار مي كنند.

5. Mobile Ad-hoc NETworks MANETs يك MANETمجموعهايازكاربرانمستقلاستكهازطريقلينكهايبيسيمباپهنايباندمحدودو بدونساختارازپيشتعيينشدهونظارتمركزيميتوانندبايكديگرارتباطبرقراركنند. از يك مجموعه از نودهاي سيار بي سيم تشكيل شده است. بصورت ديناميكي در حال حركت هستند. توپولوژي شبكه هم مدام درحال تغيير مي باشد. ارتباط بين نودها از طريق لينكهاي بي سيم صورت مي گيرد.

6. خصوصياتMANETs توپولوژي شبكه ديناميك پهناي باند محدود و ظرفيت متغير لينكها انرژي محدود امنيت فيزيكي محدود مسيريابيmulti-hop وسعت پذيري

7. Wireless Ad-hoc Sensor Network يكشبكهحسگر ad-hocبيسيم شاملتعداديسنسوراستكهدر يكناحيهجغرافياييتوزيعشدهاند. سنسور دستگاه الكتريكي: با قابليت ارتباطبيسيم پردازشسيگنال منبعتوان حافظهمحدود فرستنده و گيرندهراديويي امكاناندازهگيريپارامترهاييچون: حرارت سرعت ارتعاش فشار رطوبت و سيستممكان يابيجهاني (GPS) مي باشد.

8. مثالهايي از شبكه هاي حسگر ad-hocبي سيم شبكه هاي حسگر نظاميكه براي شناسايي و اكتساب اطلاعات از حركتهاي دشمن و رديابي تانكها و ديگر تجهيرات نظامي استفاده مي شود. شبكه هاي حسگر براي كشف و بررسي تغييرات محيطيدر دشتها، جنگلها و اقيانوسها. شبكه هاي حسگر بي سيم كه براي نظارت در فروشگاهها، پاركها و.... به كار مي رود. شبكه هاي حسگر بي سيم مخصوص پاركينگها كه براي شناسايي جاي خالي و اشغال شده به كار مي رود.

9. Vehicular Ad-hoc NETworks VANETs Vehicle-Vehicle Communication شبكه هاي VANETزير مجموعه اي از شبكه هايMANETمي باشند. اين شبكه مانند MANETهيچ ساختاري ندارد، اما نودهاي تشكيل دهنده شبكه در آن خودروها هستند. خودروهايي كه مجهز به سيستم GPSمي باشند تا بتوانند موقعيت يابي كنند. Vehicle-Infrastructure Communication

10. شبكه هاي VANETدرمقايسه با شبكه هاي سلولي Latencyكمتر در يك ارتباط مستقيم پوشش گسترده تر هزينه پايين تر برعكس سيستمهاي سلولي، VANETsبراي پخش داده هاي time-criticalنظير اخطارهاي اضطراري در مناطقي كه تصادف رخ داده است استفاده مي شود.

11. خصوصيات شبكه هاي VANETs تغييرات سريع توپولوژي شبكه قطعه قطعهشدن شبكه تغييرات سريع در اتصال لينكها توان مصرفي كم مقياس بزرگ تراكم متغير رفتار راننده محدوديت ها و موانع جغرافيايي حركت قابل پيش بيني مدلهاي حركتي

12. كاربردها كاربردهاي ايمني اين دسته از كاربردها باعث افزايش امنيت مسافران مي شود. مانند: اخطارهاي اضطراري (مانند، كم كردن سرعت، توقف كردن، ...) هماهنگي در تقاطع ها براي جلوگيري از تصادف خودروها اخطار درمورد شرايط جاده (مانند، يخ زدگي، ريزش كوه، ...) كار بردهاي راحتي اين دسته از كاربردها باعث افزايش آسودگي و راحتي مسافران مي شود. مانند: افزايش اطلاعات و امكانات تفريحي افزايش سيستم هاي كمك رانندگي

13. كاربردهاي ايمني راهنمايي براي كم كردن سرعت و توقف

14. كاربردهاي راحتي راهنمايي براي برخورد نكردن با ترافيك

15. مسيريابي شبكه هاي بي سيم مسيريابييعنيفرستادنبستههادرطوليكمسير مشخصكهاينمسيرتوسطيكمجموعهازنودهايمجزاكهباهمدرارتباطميباشندبهوجودميآيد. پروتكل هاي مسيريابي MANET بايد در شبكه هايي با توپولوژي به شدت متحرك عمل كنند. در شبكه هاي ad-hoc نود ها هيچ اطلاعاتي از توپولوژي شبكه ندارند. ايده اصلي كشف توپولوژي

16. خصوصيات يك الگوريتم مناسب كوچكتر نگاه داشتن جدولهاي مسير يابي انتخاب بهترين مسير سريعترين قابل اطمينان ترين با تروپوت بالاتر كم هزينه ترين به روز نگه داشتن جدول هاي مسيريابي

17. پروتكل هاي مسيريابي براي شبكه هايad-hoc بي سيم Topology based Routing ازاطلاعاتي در مورد لينكهايي كه در شبكه براي ارسال بسته وجود دارد استفاده مي كند. Position based Routing از اطلاعات موقعيت فيزيكي نودهاي شركت كننده استفاده مي كند.

18. Topology based Routing Optimized Link-State Routing پروتكل هاي مسيريابي Proactive (Table driven) ويژگي اصلي اين پروتكلها نگهداري ثابت مسير به تمام نودهاي ديگر شبكه توسط هر نود است (مانند، OLSR) پروتكل هاي مسيريابي Reactive(On-demand) فقط هر زمان كه براي مسير نيازي باشد آنرا تشكيل مي دهد. وابسته به ترافيك و الگوي حركتي نودهاست سربار كمتر (مانند، AODV) پروتكل هاي مسيريابي Hybrid تركيب مسيريابي محلي proactive، با مسيريابي سراسري reactive افرايش كارايي و وسعت پذيري بيشتر (مانند، ZRP) Ad-hoc On-demand Distance Vector Zone-based Ring Protocol پروتكلهاي proactive براي شبكه هاي ايستا در مقياس كوچك مناسب است، در حاليكه پروتكل هايي نظير DSR و AODVدر شبكه هايي با سايز متوسط و تحرك متعادل به خوبي كار مي كنند.

19. Position based Routing اطلاعات موقعيت فيزيكي نودهاي شركت كننده استفاده از GPSو يا ساير سرويس هاي موقعيتي موقعيت مقصد تصميم مسيريابي عدم نياز به نگهداري مسيرها عدم ذخيرة جدول هاي مسيريابي ساپورت كردن تحويل بسته ها

20. پروتكل هاي مسيريابي براي VANETs Geographical Forwarding در شبكه هاي VANETبه علت نداشتن زير ساخت ثابت، كمبود منابع، وجود حركت بالا، داشتن يك پروتكل سازگار با اين شرايط امري ضروري محسوب مي شود. ۱. مسير يابي جغرافيايي ۲. مسير يابي بر مبناي خط سير ۳. مسير يابي فرصت طلبانه Trajectory based Forwarding Opportunistic Forwarding و همچنين پروتكلهاييتركيبي از اين پروتكلها (مانند، GSR، GPCR، GPSR، VADD، MDDV، ... )

21. مسير يابي بر مبناي خط سير پروتكل مسير يابي بر مبناي خط سير، كه به اختصار، TBFگفته مي شود، پيامها را از طريق يك مسيراز پيش تعيين شده به سمت مقصد هدايت مي كند. كاهش سربار پيامها خودروها بر اساس گراف جاده مسيري را انتخاب مي كنند. شبكه جاده اي را مي توان بصورتيك گراف جهت دار خلاصه كرد كه در آن گره ها نمايان گر تقاطع ها و لبه هاي آن گراف، جاده ها را نشان مي دهد. پيامها فقط در مسير تعيين شده منتشر مي شوند. خط سير ارسال بسته

22. پروتكل مسير يابي بر مبناي خط سير (1/3) مسيريابيدرشبكههاي ad hoc يك مسألهپيچيدهاست. نودها داراي حافظه كم هستند بنابراين به علت ناپايداري اين نوع شبكه ها، الگوريتم ارسال به روش greedy مناسب براي استفاده در نودهاي مياني مي باشند عدم نگهداري جدول هاي مسيريابي بزرگ نودها بسيار سيار مي باشند

23. پروتكل مسير يابي بر مبناي خط سير (2/3) Dynamic Source Routing برايارساليكبستهابتدا: مسير مورد نظر در مبدأ توسط DSRمشخص مي شود. سپس در نودهاي مياني از مسير يابي greedyاستفاده مي شود. عملكردDSR: مسير در مبدأ بدون در نظر گرفتن نودهاي مياني تعيين مي شود. عملكردgreedy: نود بعدي به سمت مقصد را برمبناي موقعيت آن نود انتخاب مي كند.

24. پروتكل مسير يابي بر مبناي خط سير (3/3) TBF روشي بين الگوريتم هاي DSR و greedyمي باشد. اين روش مسير را بصورت يك خط سير پيوسته در نظر مي گيرد. مشخص كردن خط سير توسط مبدأ كد گذاري خط سير قرار دادن آن داخل بسته كدگشايي خط سير مسير يابي greedy در نودهاي مياني معيار انتخاب، فاصله آن نود تا خط سير سربار بسته به طول مسير بستگي ندارد. مسيريابي TBF

25. مثالي از كاربرد پروتكل مسير يابي بر مبناي خط سير كاربرد پردازش تصوير هدف اين است كه از نقاط مختلف عكس گرفته شود و در نهايت آنها را با هم در يك عكس سه بعدي ادغام كند. در TBF يك مورد مهم اين است كه چگونه بصورت كارا، بسته در طول يك منحني پارامتري Q(t) ارسال شود. يكي از پيشنهاداتي كه براي كد گذاري خط سير شده است، استفاده از منحني Bezier مي باشد كه درحقيقت اين منحني، خط سير حركت را به گراف تبديل مي كند.