شبکه های بیسیم

  • شبکه های بیسیم چیست؟

    تشريح مقدماتي شبكه هاي بي سيم و كابلي شبكه هاي محلي (LAN ) براي خانه و محيط كار مي توانند به دو صورت كابلي (Wired ) يا بي سيم (Wireless ) طراحي گردند . درابتدا اين شبكه ها به روش كابلي با استفاده از تكنولوژي Ethernet طراحي مي شدند اما اكنون با روند رو به افزايش استفاده از شبكه هاي بي سيم با تكنولوژي Wi-Fi مواجه هستيم .در شبكه هاي كابلي (كه در حال حاضر بيشتر با توپولوژي ستاره اي بكار مي روند ) بايستي از محل هر ايستگاه كاري تا دستگاه توزيع كننده (هاب يا سوئيچ ) به صورت مستقل كابل كشي صورت پذيرد(طول كابل ازنوع CAT5 نبايستي 100 متر بيشتر باشد در غير اينصورت از فيبر نوري استفاده ميگردد) كه تجهيزات بكار رفته از دونوع غير فعال (Passive ) مانند كابل ، پريز، داكت ، پچ پنل و.......... . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئيچ ،روتر ، كارت شبكه و........... هستند .موسسه مهندسي IEEE استانداردهاي 802.3u را براي Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را براي Gigabit Ethernet ( مربوط به كابلهاي الكتريكي و نوري ) در نظر گرفته است.شبكه هاي بي سيم نيز شامل دستگاه مركزي (Access Point ) مي باشد كه هر ايستگاه كاري مي تواند حداكثر تا فاصله 30 متر ي آن (بدون مانع ) قرار گيرد. شبكه هاي بي سيم (Wlan ) يكي از سه استاندارد ارتباطي Wi-Fi زير را بكار مي برند:802.11b كه اولين استانداردي است كه به صورت گسترده بكار رفته است . 802.11a سريعتر اما گرانتر از 802.11b مي باشد. 802.11g جديدترين استاندارد كه شامل هر دو استاندارد قبلي بوده و از همه گرانتر ميباشد.هر دونوع شبكه هاي كابلي و بي سيم ادعاي برتري بر ديگري را دارند اما انتخاب صحيح با در نظر گرفتن قابليتهاي آنها ميسر مي باشد.عوامل مقايسه در مقايسه شبكه هاي بي سيم و كابلي مي تواند قابليتهاي زير مورد بررسي قرار گيرد:نصب و راه اندازي هزينه قابليت اطمينان كارائي امنيت نصب و راه اندازي در شبكه هاي كابلي بدليل آنكه به هر يك از ايستگاههاي كاري بايستي از محل سويئچ مربوطه كابل كشيده شود با مسائلي همچون سوارخكاري ، داكت كشي ، نصب پريز و......... مواجه هستيم در ضمن اگر محل فيزيكي ايستگاه مورد نظر تغيير يابد بايستي كه كابل كشي مجدد و .......صورت پذيرد شبكه هاي بي سيم از امواج استفاده نموده و قابليت تحرك بالائي را دارا هستند بنابراين تغييرات در محل فيزيكي ايستگاههاي كاري به راحتي امكان پذير مي باشد براي راه اندازي آن كافيست كه از روشهاي زير بهره برد:Ad hoc كه ارتباط مستقيم يا همتا به همتا (peer to peer ) تجهيزات را با يكديگر ميسر مي سازد. Infrastructure كه باعث ارتباط تمامي تجهيزات با دستگاه مركزي مي شود.بنابراين ميتوان دريافت كه نصب و را ه اندازي شبكه هاي كابلي يا تغييرات در آن بسيار مشكلتر نسبت به مورد مشابه يعني شبكه هاي بي ...



  • شبکه های بیسیم - فصل دوم

    تاریخچهفناوری بیسیم از سالها پیش مورد توجه و حتی استفاده بوده است . بطور مثال ارسال اطلاعات لازم به رزم ناوهای جنگی درخلال جنگهای جهانی دوم بخصوص توسط ارتش آمریکا ، نقش استفاده از فن آوری بیسیم را از همان ابتدا نقشی اساسی و تعیین کننده تعریف نمود.اولین شبکه بیسیم که واقعا بصورت شبکه عمل مینمود در سال 1971 توسط دانشگاه هاوائی بکار گرفته شد.در آن سال متخصصان دانشگاه مزبور موفق شدند کامپیوتر های پراکنده در جزایر مختلف هاوائی را به سرور مرکزی مستقر در دانشکده اصلی مستقر در جزیره مرکزی از طریق فن آوری بیسیم متصل نمایند.با این حال آنچه نسل امروزی شبکه های بیسیم میدانیم از سال 1997 حیات خود را آغاز نموده است. در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الكترونيك (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولين استانداردِ شبكه‌های محلی بی‌سيم منتشر ساخت. اين استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبكه‌های محلی بی‌سيم يا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بين‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمريكا (ANSI) پذيرفته شده است. تكميل اين استاندارد در سال 1997، شكل گيری و پيدايش شبكه سازی محلی بی‌سيم و مبتنی بر استاندارد 802.11 یا همان استاندارد شبکه های بیسیم را به دنبال داشت.تعریف و استاندارهای تعریف شدهتعریف شبکه بیسیمشبکه ای که با استفاده از فرکانسهای رادیوئی (که به آن RF نیز میگویند) و روشهای مدولاسیوناستاندارد اطلاعات را بین سیستمهای موجود جابجا میکند.استانداردهای تعریف شده استاندارد 1997، پهنای باند 2Mbps را تعريف می‌كند با اين ويژگی كه در شرايط نامساعد و محيط‌های دارای اغتشاش (نويز) اين پهنای باند می‌تواند به مقدار 1Mbps كاهش يابد. روش تلفيق يا مدولاسيون در اين پهنای باند روش DSSS است.(اولین روش مدولاسیون) بر اساس اين استاندارد پهنای باند 1 Mbps با استفاده از روش مدولاسيون FHSS (روش دیگر مدولاسیون )نيز قابل دستيابی است و در محيط‌های عاری از اغتشاش (نويز) پهنای باند 2 Mbpsنيز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسيون در محدوده باند راديويی 2.4 GHz عمل می‌كنند. يكی از نكات جالب توجه در خصوص اين استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز(روش سوم مدولاسیون) علاوه بر مدولاسيون‌های راديويی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی كاربرد اين رسانه با توجه به محدوديت حوزه عملياتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه كاری 802.11 به زير گروه‌های متعددی تقسيم می‌شود.هر زیر گروه سعی دارد تا بخش مربوط به خود را رشد داده و موجبات تسهیل و اطمینان بیشتر برای استفاده ...

  • تکنیک های مکان یابی شبکه حسگر بی سیم (ادامه)

    دراین پایان­نامه یک مرور کلی بر روی تکنیک­هایی که برای مکان یابی شبکه حسگر بیسیم قابل استفاده باشند انجام می­دهیم. بررسی تکنیک های مکان یابی شبکه حسگر بیسیم را میتوانید در [2-4] پیدا کنید. تمرکز این مراجع برروی تکنیک های مکان یابی در محیط های شبکه سلولی و شبکه محلی بیسیم و برروی جنبه ی پردازش سیگنال تکنیک های مکان یابی است. شبکه های حسگر بطور قابل توجهی از شبکه های سنتی سلولی و شبکه های محلی بیسیم متفاوت است. در این نوع شبکه ها فرض برآن است که گره های حسگر کوچک، ارزان، مشارکتی و در فضای بزرگی توزیع شده است. این ویژگی های شبکه حسگر چالش ها و فرصت های منحصر بفردی را بوجود میآورد. پاتواری و همکارانش  بعضی ابزارهای پردازش سیگنال عمومی را که در الگوریتم های مکان یابی شبکه حسگر بیسیم مشارکتی  مفید است ارائه داده است[5]، با تمرکز برروی مرزهای کرامر-رائو برای مکان یابی با استفاده از انواع متفاوتی از سنجه ها. برعکس مرور ما برروی تکنیک های اندازه گیری و الگوریتمهای مکان یابی در شبکه حسگر بیسیم است. هرچند که اغلب تکنیک هایی که دراین تحقیق پوشش داده شده­اند، می­توانند در فضاهای دو بعدی و سه بعدی استفاده شوند، برآن شده­ایم تا مسائل مکان یابی دو بعدی را مورد توجه قرار دهیم.تکنیک های اندازه گیریتکنیک های اندازه گیری در مکان یابی شبکه حسگر بیسیم بطور کلی میتواند به سه دسته طبقه بندی شود: اندازه گیری های AOA، اندازه گیری های وابسته به فاصله و تکنیک های شکل دهی RSS.اندازه گیری های زاویه ی ورود.تکنیک های انداره گیری زاویه­ی ورود نیز خود می­تواند به دو زیردسته تقسیم شود:  آنهایی که از آنتن های گیرنده ی پاسخ دامنه استفاده میکنند و آنهایی که از آنتن های گیرنده ی پاسخ فاز استفاده می کنند. بیم فرمینگ اسمی است که برای استفاده از ناهمسانگردی در الگوی دریافت یک آنتن استفاده اختصاص داده می­شود، و اساس یک دسته از تکنیک های اندازگیری AOA می باشد. واحد شنجش می­تواند در مقایسه با طول موج سیگنال کوچک باشد. الگوی پرتوی یک آنتن ناهمسانگرد نوعی در شکل 1. نشان داده شده است. می توان تصور کرد که پرتوی آنتن گیرنده بطور مکانیکی یا الکترونیکی چرخش کند، و جهت متناظر با حدکثر شدت سیگنال بعنوان جهت فرستنده درنظر گرفته شود. پارامترهای مرتبط میزان حساسیت گیرنده و پهنای پرتو می­باشند. یک مشکل تکنیکی که با آن مواجه هستیم و برای غلبه بر آن تلاش شده است زمانی است که سیگنال ارسالی شدت سیگنال متغییری داشته باشد. گیرنده نمی­تواند نوسان شدت سیگنال را بدلیل دامنه های متفاوت سیگنال ارسالی و نوسان شدت سیگنال به سبب ناهمسانگردی در الگوی دریافت تشخیص دهد. ...

  • شبکه های بیسیم شهری

    شبکه های بیسیم شهری در جهان امروز شايد کمتر کسي را بتوان يافت که از اينترنت اطلاعي نداشته باشد و يا حداقل نامي از کامپيوتر نشنيده باشد. ایجاد امكان دسترسی به اینترنت پرسرعت به صورت بی‌سیم، سال‌هاست كه مد نظر ارائه‌دهندگان سرویس در سراسر جهان می‌باشد. معمولاً در حوزه های تحت پوشش اپراتورها مناطقی وجود دارد كه ارائه خدمات ارتباطی به‌صورت سنتی امكان پذیر نمی‌باشد و یا هزینه بالایی در بر دارد. این مناطق معمولاً در حومه شهرها قرار داشته و جمعیت كمی دارند. درنتیجه ایجاد زیرساخت‌های سیمی برای این نقاط مقرون‌به‌صرفه نمی‌باشد. استفاده از تكنولوژی WiMAX راه‌حل بهینه‌ای است كه از جانب اپراتورها با استقبال زیادی روبه رو شده است. استاندارد IEEE 802.16 كه با نام تجاری WiMAX شناخته می‌شود و استاندارد شبكه‌های بی‌سیم شهری است، مطالب مفصلی ارائه گردیده است. در این مقاله در نظر است با مروری كلی بر عملكرد این استاندارد، نحوه پیاده سازی شبكه های مبتنی بر آن بیان شود. تاريخچه  راههاي زيادي براي دستيابي به اينترنت وجود دارد که عموماً به ســه دسته تقسيم مي شوند.   دسته ي اوّل -  دسترسي شماره گيري ( Dial-up ) اين روش با استفاده از يک مودم آنالوگ و يک خط تلفن قابل پياده سازي است و حداکثر مي تواند داراي پهناي باند  56    kbps    باشد .   دسته ي دوّم -  دسترسي باند پهن  (  Broadband)  اين روش مبتني بر کابل و داراي پهناي باند گسترده براي کاربران است  و ميتوان ازDSL   و خطوط T1 و E1  به عنوان نمونه هاي اين نوع دستيابي نام برد.    دسته ي سوّم -   دسترسي  بي سيم ( Wireless ) اين روش در حال حاضر تنها بصورت Wi-Fi و Bluetooth   وجود دارد و با استفاده از امواج  الکترو مغناطيس کار ميکند و ميتواند اتصالات را در محدوده ي يک خانه ، رستوران و يا کتابخانه از تجهيزات سيمي و کابلي بي نياز کند.   از ميان سه روش ذکر شده ،  اينترنت مبتني بر خطوط باند پهن داراي هزينه هاي زياد و محدوديتهاي جغرافيايي از نظر راه اندازي و ارائه سرويس است . مشکل روش بيسيم نيز (Wi-Fi) محدوده ي کم تحت پوشش است که به صد و نهايتاً چهار صد متر محدود مي شود. در اين بين  کارشناسان IEEE  با آگاهي از مشکلات فوق در صدد پياده سازي استانداردي برآمدند که علاوه بر بيسيم بودن – سهولت نصب و عدم نياز به زير ساخت هاي مخابراتي – داراي پهناي باند بالا و سرعت انتقال بهينه باشد نهايتاً اين تلاشها منجر به تولد استاندارد 802.16  شد که براي شبکه هاي بزرگ بيسيم شهري يا اصطلاحاً WMAN بهينه شده بود. در اين زمينه شرکت اينتل با ايجاد سازماني به نام " انجمن کار بين جهاني براي دسترسي مايکروويو "  - Access Forum The Worldwide Interoperability for Microwave  ...

  • پوشش در شبکه های سنسوری بیسیم

    مروری بر روشهای پوشش در شبکه‌های حسگر یکی از مسائلی که در مورد شبکه‌های حسگر مطرح می‌باشد، چگونگی پوشش دادن محیط توسط حسگرها می‌باشد. تقسیم بندیهای متفاوتی درمورد شبکه‌های حسگر بیان شده است و هرکدام از یک دید خاص روشها را تقسیم کرده اند. در ادامه دو نوع تقسیم بندی معروف‌تر بیان شده و توضیح داده می‌شود. بعد از آن چند روش برمبنای تقسیم بندی دوم بیان می‌گردد. تقسیم بندی اول برمبنای این تقسیم بندی کل روشهای پوشش در سه گروه زیر دسته بندی می‌گردند و هر دسته بر مبنای یکی از کاربردهایش نامگذاری شده است. این گروه‌ها عبارتند از 1- مساله گالری هنر[1]، 2- پوشش اقیانوس[2]، 3- پوشش سیستمهای روبوتیک[3].[5][4] 1- گالری هنر : در این مساله فرض شده است که یک محیطی، مثل یک گالری وجود دارد و هدف، این است که تمام محیط این گالری توسط حسگرهایی پوشش داده شود به گونه‌ای که هرنقطه از این گالری حداقل توسط یکی از این حسگرها پوشش داده شده باشد. و همچنین برای این کار می‌بایست حداقل گره حسگر مصرف گردد. اثبات شده است که برای محیط های دوبعدی تعیین مکان و تعداد حسگرها از لحاظ زمانی خطی است ولی برای حالات سه بعدی یک مساله NP-hard می‌باشد. 2- پوشش اقیانوس : در این نوع از مسائل بیان شده که برای مثال درصورتی که بخواهیم موجودات دریایی را تحت بررسی قرار دهیم و بخواهیم این کار را از طریق ماهواره‌ها انجام دهیم، به دلیل اینکه یک ماهواره براثر عواملی نمی‌تواند بیش از 15% سطح اقیانوسها را در روز پوشش دهد، چند ماهواره برای این کار لازم می‌گردد تا میزان پوشش افزایش یافته و از پوشش نقاط مشترک خودداری گردد. 3- پوشش سیستمهای روبوتیک : این نوع پوشش برای اولین بار توسط شخصی به نام Gage مطرح شد و انواع پوششها را از دید سیستمهای روبوتیک مطرح کرد. او سه نوع پوشش را بیان کرد که عبارتند از پوشش پوشاننده[4]، پوشش مرزی[5] و پوشش جاروبی[6]. در اولی هدف تعیین دقیق مکان حسگرهاست، به گونه‌ای که حداکثر پوشش را برای یک ناحیه ایجاد کنند. در دومی‌ هدف قرارگیری یکسری حسگر در محیط است به گونه‌ای که نواحی پوشش داده نشده براثر وجود موانع در محیط به حداقل برسد و سومی ‌کم و بیش شبیه به پوشش دوم می‌باشد، با این فرض که موانع در آن متحرک می‌باشد. تقسیم بندی دوم                                        در بیشتر مقالاتی که درمورد مساله پوشش کار شده از این دسته بندی برای معرفی روش خود استفاده کرده‌اند. این دسته بندی برمبنای چگونگی پوشش به سه گروه تقسیم شده، که عبارتند از 1- پوشش مرزی، 2- پوشش ناحیه‌ای[7] و 3- پوشش نقطه‌ای[8].[4][3] در ادامه برای هرکدام از این دسته بندیها چند مرجع ارائه می‌گردد. پوشش ...

  • شبیه سازی الگوریتم های فازی شبکه های حسگر بیسیم در متلب

    آموزش کاربردی منطق فازی همراه با نرم افزار مطلب با چند مثال کاربردی شبیه سازی الگوریتم های فازی شبکه های حسگر بیسیم در متلب هم شبیه سازی شبکه های حسگر بیسیم را بیاموزید هم منطق فازی را. برطبق تجربیات من با این روش معمای فازی و شبیه سازی شبکه های بیسیم برای شما حل خواهد شد. تنها در چهار جلسه سه ساعته از آنجا که مطالب تئوری چندان کمکی به شبیه سازی نمیکند فقط درحد نیاز به آنها پرداخته میشود. کلاسها در شیراز بصورت حضوری و در سایر شهرها درصورت امکان بصورت آن لاین برگزار میگردد. جهت اطلاع بیشتر می توانید ایمیل بزنید یا نظر خصوصی به این پست بدید.  

  • چالش های مسیریابی در شبکه حسگر بی سیم 2

    -تحمل­پذیری خطا بعضی گره­ها ممکن است بدلیل کمبود قدرت (انرژی)، اشکالات فیزیکی، ویا اختلالات محیطی خراب یا بلوکه شوند. خرابی گره­های حسگر نباید تاثیری بر کل کارهای شبکه بگذارد. اگر گره­های زیادی خراب شوند، پروتکل­های مسیریابی و MAC باید لینک­های جدید را جایگزین لینک­های قبلی کنند. این ممکن است نیاز باشد به تنظیم فعال قدرت انتقال و نرخ سیگنالینگ برروی لینک­های موجود جهت کاهش مصرف انرژی، یا بازمسیریابی بسته­ها ازمیان ناحیه­هایی از شبکه که انرژی بیشتری درآنجا موجود است. درنتیجه، ممکن است نیاز باشد به سطوح چندگانه از افزونگی در یک شبکه حسگر تحمل­پذیر در برابر خطا. -مقیاس پذیری تعداد حسگرهای آرایش یافته در محیط درحال حس ممکن است درحدود صدها،هزاران یا بیشتر باشد. هرطرح مسیریابی­ای می­بایست قادر باشد با این تعداد زیاد حسگر کار کند. بعلاوه، پروتکلهای مسیریابی شبکه حسگر باید به اندازه­ی کافی مقیاس پذیر باشند تا بتوانند به روی­دادهای محیط پاسخ دهند. -پویایی شبکه اکثر معماری­های شبکه گره­های حسگر را ثابت فرض می­کنند. اما، حرکت گره­های حسگر و ایستگاه پایه در بعضی از کاربردها ضروریست.مسیریابی بسته­ها از/بطرف گره­ها متحرک چالش­های بیشتری را به دنبال دارد چراکه علاوه بر انررژی، پهنای باند وغیره، پایداری مسیریابی اهمیت می­یابد. همچنین پدیده­ی حس شده می­تواند بسته به کاربرد پویا یا ایستا باشد، برای نمونه کاربرد تشخیص/ردیابی هدف پویاست درحالی که نظارت بر جنگل برای جلوگیری از آتش سوزی­های نزدیک ایستاست. نظارت بر روی­دادهای ایستا به شبکه اجازه می­دهد که درحالت واکنشی کار کند و ترافیک روانی را در زمان گزارش دهی تولید کند. روی­دادهای پویا در بیشتر کاربردها نیاز به پیش گزارش دارد و درنتیجه ترافیک قابل توجهی را برای مسیریابی بطرف ایستگاه پایه ایجاد می­کند. -رسانه­ی انتقال دریک شبکه حسگر چندگامی، نودهای برقرارکننده ارتباط به یکدیگر بوسیله­­ی رسانه­ی بیسیم لینک هستند. مشکلات سنتی اختصاص یافته به یک کانال بیسیم (بعنوان مثال محو شدگی ونرخ خطای بالا) ممکن است بر فعالیت شبکه حسگر تاثیر گذار باشد. درحالت کلی، پهنای باند مورد نیاز برای حسگرهای داده کم و درحدود 1-100 کیلوبیت بر ثانیه است. طراحی کنترل دسترسی به رسانه (MAC) با رسانه انتقال مرتبط است. یک روش طراحی MAC برای شبکه­های حسگر استفاده از پروتکل­هایی برپایه­ی TDMA است که انرژی بیشتری در مقایسه با پروتکل­های رقابتی مانند CSMA (برای مثال IEEE 802.11) مصرف می­کنند. همچنین می­توان از تکنولوژی بلوتوث نیز استفاده کرد. -اتصال چگالی بالای گره­ها در شبکه­های حسگر مانع ...