بررسی سیستماتیک روش ها و کـاربردهای مسـیریابی در حوزه شبکه های حسگر بیسیم (WSN) - آقای مهندس حامد رزاقی پور/اداره کل مهندسی ارتباطات
چکیده: دستاوردها و تکنولوژی جدید در زمینه الکترونیک و مخابرات بیسیم، توانایی طرّاحی و ساخت حسگرهایی را با توان مصرفی پایین، اندازه کوچک، قیمت مناسب و کاربری های گوناگون داده است. این حسگرهای کوچک، توانایی انجام فرآیندهایی چون دریافت و پردازش اطّلاعات مختلف محیطی را دارند که موجب پیدایش ایده‌ای برای ایجاد و گسترش شبکه‌های موسوم به شبکه‌های حسگر بیسیم یا شبکه های WSN شده‌اند.
یک شبکه حسگر، متشکّل از تعداد زیادی گره است که در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمع‌آوری و پردازش اطّلاعات می‌پردازند. لزوماً موقعیّت فیزیکی گره‌های حسگر از قبل مشخّص نیست. چنین خصوصیّتی این امکان را فراهم می‌آورد که بتوانیم آنها را در مکان‌های خطرناک و یا غیرقابل دسترس رها کرده و از اطلاعات جمع آوری شده، بهره برداری لازم را ببریم.
امروزه شبکه های حسگر بیسیم بعنوان یک فنّاوری موثّر و قوی در بسیاری از صنایع همچون عملیّات نظامی، سیستم های حفاظتی، سیستم های ترابری هوشمند ، پزشکی، کشاورزی و موارد مشابه کاربرد دارند. همانطور که اشاره شد اینگونه شبکه ها در برگیرنده تعداد زیادی از گره های حسگر میباشند که نه تنها جهت پایش و کنترل استفاده میشوند، بلکه برای دریافت داده مورد نیاز از محیط اطراف نیز مورد استفاده قرار می گیرند. بیشتر تحقیقات بر روی شبکه های حسگر بیسیم در جهت کاهش مصرف توان الکتریکی است چرا که هر گره حسگر نیرویش را توسط باطری تأمین میکند که پس از هر عملیّات اجرائی، نیروی الکتریکی آن کمتر و کمتر میشود. از اینرو پروتکل های مسیریابی در وهله اول میبایست بسیار با احتیاط طراحی شده و کارا بودن آنها از لحاظ توان مصرفی جهت هرچه بیشتر زنده نگاه داشتن شبکه، پائین آوردن مصرف توان و قابلیّت اعتماد به آنها از نظر برآورده ساختن سرویس های مورد نیاز، لحاظ گردد. مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم بطور کلیّ یک عمل چالش بر انگیز است و آن به این دلیل است که محدودیّت عملیاتی و فرآیندی ، ارتباطی و منابع انرژی در گره حسگر بیسیم وجود دارد. از این جهت پروتکل های مسیریابی می بایست طوری طراحی گردند که کمترین پیچیدگی فرآیندی و کمترین سربار اطلاعاتی و ارتباطی را داشته باشند که این نوع محدودیّت ها بعلّت فراگیر و پخشی بودن عملیات در محیط های مختلف و عدم دخالت کاربر شبکه بوجود می آیند. پروتکل های مسیریابی باید بصورت توزیعی و با رویکرد تمرکز زدایی در هر گره بوده بطوریکه هر گره بطور محلی بتواند خود مختار رفتار کرده و تصمیمات مسیریابی مجزایی برای پاسخ به تغییرات در محیط های خارجی داشته باشد. همچنین پروتکل ها باید قابلیّت بسط پذیری ، کارائی موثر و نیز توانایی حفظ شبکه برای مدّت طولانی تری را فراهم آورند. در این مستند، مدل ها، راهکارها و الگوریتم های مختلفی از پروتکل های مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم با توجّه به نیازهای مختلف و سطح کیفیّت سرویس خواسته شده در برنامه های کاربردی متفاوت به بحث گذاشته خواهد شد و روش کاری برخی از آنها با توجّه به الهام گیری از طبیعت بررسی میشود؛ در ادامه مزایا و معایب آنها نظر به محدودیّت های اعمال شده محیطی و کاربردی نیز مشخص خواهد گردید. (متن کامل مقاله در فایل پیوست)