نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
دانشجوی دکتری، گروه کامپیوتر و فناوری اطلاعات، دانشکده برق، کامپیوتر و مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین ، ایران
2
استادیار،مهندسی کامپیوتر، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
3
استادیار، گروه کامپیوتر و فناوری اطلاعات، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی ، قزوین، ایران
4
دانشیار،گروه مهندسی کامپیوتر، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
چکیده
شبکه‌های بی‌سیم چند گامی شبکه‌هایی هستند که ارتباطات در آنها دایمی نبوده و تحویل بسته‌ها به‌صورت گام‌به‌گام از طریق مجموعه‌ای از گره‌های بازپخش انجام می‌شود. یکی از چالش‌های اصلی این شبکه‌ها، مسیریابی و همکاری گره‌های بازپخش در فواصل طولانی با برد کوتاه انتقال است. در روش‌های قبلی برای حل مشکل مسیریابی از گره‌های همکار استفاده شده است. بیشتر این روش‌ها، گره‌های همکار را یا به‌صورت گروهی برای کل شبکه در نظر می‌گرفتند یا برای هر مبدأ بر اساس ویژگی‌های خاص آن، مانند همسایگی گره‌ها یا تاریخچه حرکتی و غیره تعیین می‌کردند. بااین‌وجود، به دلیل ماهیت پویای شبکه‌های بی‌سیم چند گامی و ارتباطات متناوب، مشکلاتی نظیر تأخیر زیاد و نسبت تحویل پایین بسته‌ها همچنان باقی‌مانده است که کارایی شبکه را کاهش می‌دهد. در این مقاله، روشی پیشنهاد می‌شود که در آن گروهی از گره‌ها به‌عنوان گره‌های همکار نسبت به یک گره مقصد خاص انتخاب می‌شوند. در روش پیشنهادی، برای تعیین گره‌های همکار هر گره مقصد، از الگوریتم ژنتیک استفاده می‌شود. در گام اول، از بازی چانه‌زنی برای تولید جمعیت اولیه بهره گرفته می‌شود. سپس، گروهی از گره‌ها به‌عنوان گره‌های همکار با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین می‌شوند و مسیریابی بر اساس این گره‌ها انجام می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی و مقایسه با روش‌های قبلی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی عملکرد بهتری در کاهش میانگین تأخیر در حدود 15% ، افزایش نسبت تحویل بسته‌ها حدود 16% ایجاد کرده است و سربار شبکه را در حدود 12% پایین آورده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Optimal Determination of Cooperative Nodes in Multi-hop Wireless Networks Based on Game Theory
نویسندگان [English]
-
Fahimeh Rashid Jafari
1
-
Nahideh Derakhshanfard
2
-
Behrooz Shahrokhzadeh
3
-
Ali Ghaffari
4
1
PhD student
Department of Computer and Information Technology, Faculty of Electrical, Computer and Medical Engineering, Islamic Azad University, Qazvin Branch, Qazvin, Iran
2
Assistant Professor, Computer Engineering, Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
3
Assistant Professor, Department of Computer and Information Technology, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
4
Associate Professor, Department of Computer Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده [English]
Wireless multi-hop networks are networks in which communications are not constant, and packets delivery occurs hop-by-hop through a group of relay nodes. One of the primary challenges in these networks is routing and ensuring cooperation among relay nodes over long distances with short transmission range. Previous methods have tackled routing issues by utilizing cooperative nodes. Most of these methods consider cooperative nodes either as a group for the entire network or determine them for each source node based on specific characteristics, Such as node neighborhood or movement history, etc. However, due to the dynamic nature of wireless multi-hop networks and intermittent communications, issues such as high delay and low packet delivery ratio remain, which reduce network performance. This paper proposes a method in which a group of nodes is selected as cooperative nodes relative to a specific destination node. In the proposed method, a genetic algorithm is used to determine the cooperative nodes for each destination node. In the first step, a bargaining game is employed to generate the initial population. Then, a group of nodes is selected as cooperative nodes using the genetic algorithm, and routing is performed based on these nodes. Simulation results and comparison with previous methods indicate that the proposed method improves performance by reducing average delay by approximately 15%, increasing the packet delivery ratio by around 16%, and reducing network overhead by about 12%.
کلیدواژه‌ها [English]
-
Game theory
-
Genetic algorithm
-
Multi-hop Wireless Networks
-
Relay node
-
Cooperative node
)