القوه توسط فرزندان؛
ایجاد تعادل در نرخ مصرف انرژی گرههای هم مرتبه از طریق متعادلسازی بار ترافیکی تحمیلی به آنها در پروسه انتخاب والد ترجیحی، برای دستیابی به بیشترین طول عمر شبکه؛
افزایش رنج ارتباطی گرههای تک والد به منظور دستیابی به والدین بالقوه بیشتر، در راستای بهبود شرایط دستیابی به تعادل انرژی.
مجموعه راه حل های فوق در کار تحقیقاتی دیگری روی یک بستر مسیریابی چند مسیره مبتنی بر پروتکل RPL توسط نثاری مقدم و همکارانش تحت عنوان پروتکل MRPL ارائه شده است. [۷۹] این رساله با اقتباس راه حل های فوق, سعی در بهبود عمکلرد پروتکل UDDR به عنوان یک الگوریتم مسیریابی تک مسیره و تلفیق آن با پروتکل RPL در بخش تولید گراف اولیه دارد. به عبارت دیگر مکانیزم پیشنهادی در این رساله با استفاده از راهکارهای ارائه شده در [۷۹] نسبت به تولید نسخه توسعه یافته ای از تئوری بازی پیشنهادی در الگوریتم UDDR برای انتخاب والد مورد ترجیح در پروتکل مسیریابی RPL اقدام می کند. چگونگی دستیابی به اهداف فوق در فصل آتی مفصلا تشریح خواهد گردید.

فصل چهارم
الگوریتم مسیریابی درختی با هدف مصرف انرژی متوازن

الگوریتم مسیریابی درختی با هدف مصرف انرژی متوازن

با توسعه کاربردهای جدید طراحی شبکههای پایدار حسگر بیسیم یک مسئله بسیار چالش برانگیز است. از یک طرف، انتظار میرود حسگرها با انرژی محدود به صورت خودکار برای مدت طولانی کار کنند. این در حالی است که جایگزینی باتریهای از کار افتاده ممکن است هزینههای سنگین یا حتی در محیطهای سخت غیر ممکن باشد. از سوی دیگر، بر خلاف شبکههای دیگر، شبکههای حسگر بیسیم برای کاربردهای خاص مقیاس کوچک مانند سیستمهای نظارت پزشکی و مقیاس بزرگ مانند نظارت بر محیطزیست طراحی میشوند. در این زمینه، انبوهی از کار تحقیقاتی به منظور پیشنهاد یک طیف گستردهای از راهحلها برای مشکل صرفهجویی در انرژی انجام شده است. بنابراین، انتخاب راهحلهای کارآمد برای طراحی شبکههای حسگر بیسیم با در نطر گرفتن برنامههای خاص معماری در طراحی شبکههای حسگر بیسیم آسان نیست. در فصل دوم تعدادی از الگوریتمهای مسیریابی که با هدف تأمین توزیع ترافیک به منظور افزایش طول عمر در شبکههای حسگر بیسیم پیشنهاد شدهاند، مورد بررسی و نقاط ضعف آنها به طور مفصل تشریح گردید. از سوی دیگر چارچوب مد نظر برای تضمین توزیع ترافیک در این رساله در فصل سوم مورد بحث قرار گرفته شده است.
در ادامه این فصل یک الگوریتم تشکیل مسیر بار متعادل مبتنی بر پروتکل [۵۴]PBTR که عملاً یک مدل ارتقاء یافته از الگوریتم UDDR معرفی شده در فصل دوم است را پیشنهاد خواهیم نمود. این الگوریتم توزیع ترافیک بهینه برای پیادهسازی محلی و به منظور دستیابی به متعادلسازی بار با استفاده از تابع هدف جدید پیشنهادی که در معادله ۱۳ مطرح شده است. در این روش با در نظر گرفتن قابلیت افزایش نرخ ارتباطات، سعی در متعادلسازی بار موجود در هر گره داشته و به طور همزمان در راستای افزایش طول عمر شبکه حرکت میکند. نتایج عملکرد الگوریتم پیشنهادی PBTR با برخی از الگوریتمهای مشابه و معروف در فصل ۵ مورد مقایسه قرار گرفته شدهاند.
 
فاز ایجاد درخت
روش پیشنهادی برای تولید یک گراف مسیریابی، بر پایه الگوریتم مسیریابی استاندارد شده RPL بنا نهاده شده است. عمومیت و جامعیت الگوریتم RPL و امکانات مختلفی که در این پروتکل برای کشف مسیر، نگهداری مسیر و بروز رسانی آن دیده شده است، ایجاد گراف مسیریابی را با تغییرات کوچکی در مکانیزم اولیه و بدون نیاز به تغییر در اکثر توابع اصلی پروتکل میسر میسازد.
از آنجا که ترافیک مورد توجه در این رساله از نوع چند نقطه به یک نقطه است، مکانیزم مورد توجه ما نیز مکانیزم تشکیل مسیرهای پایین به بالا با استفاده از انتشار بسته های مسیریابی DIO میباشد. برای تولید گراف توسط الگوریتم PBTR، گرهها با توجه به تابع هدف مطرح شده در بخش ۳٫۴ گره والد ترجیحی خود را از میان گرههای والد احتمالی خود انتخاب میکنند. برای ایجاد راحتی در محاسبه رتبه و جلوگیری از ایجاد لوپهای احتمالی از معیار تعداد گام برای محاسبه رتبه گرهها استفاده میکنیم. این روش منجر به ایجاد گراف مسیریابی با مسیرهای هم طول و در هم تنیده خواهد شد. که در آن رتبه هر گره با عمق آن در گراف برابر خواهد بود.
بعد از تشکیل گراف اگر یک گره فرزند در گراف مسیریابی قرار نگرفت و یا در فضای استراتژی خود تنها به یک گره والد دسترسی داشته باشد، رنج ارتباطی خود را برای بدست آوردن حداقل ۲ والد افزایش میدهد. این کار به منظور افزایش توان متعادلسازی بار در بین گرههای والد صورت میگیرد که در بخش بعد مفصلا اشاره شده است. الگوریتم شبه کد ایجاد درخت را نشان میدهد.
جدول ۴‑۱ شبه کد ایجاد الگوریتم درخت مسیریابی