بررسی الگوریتم‌های ‌مسیر‌یابی در شبکه‌های رادیوشناختی و ارائه روشی برای بهبود برون دهی شبکه

نوع فایل: word (قابل ویرایش)

تعداد صفحات : 130 صفحه

چکیده:
تکنولوژی رادیوشناختی برای اولین بار توسط دکتر Mitola در سال ۱۹۹۹ بیان شد و در سال‌های اخیر تحولی نو‌ظهور در زمینه ارتباطات رادیویی ایجاد کرده که می تواند با بکارگیری منابع طیفی موجودبه صورت هوشمندانه و مؤثر سرویس‌های بی‌سیم سریع‌تر و با قابلیت اعتماد بالاتر را فراهم آورد. البته این استفاده پویا از طیف، با پیچیدگی‌های بسیاری در زمینه طراحی پروتکل‌های ارتباطی در لایه‌های مختلف همراه است. مطالعات انجام شده پیرامون روش های مسیر‌یابی کارا در شبکه‌های رادیو‌شناختی و ایدههای اساسی که منجر به ارائه این الگوریتم‌ها گردیده، را بررسی نموده ایم. با توجه به کاستی‌های موجود در طرح‌های پیشین و همچنین عوامل مؤثر در یک طراحی بهینه به استخراج یک الگوریتم مسیر‌یابی کارا برایCRAHN  بر مبنایAODV  می پردازیم که از دو تکنیک ارسال‌های چند‌کاناله و چند‌مسیره برای مقابله با فعالیت متغیر با مکان و فرکانسPU ‌ها بهره می‌برد. در این روش با آگاهی از تغییرات توپولوژی شبکه، اطلاعات محلی مرتبط با حفره‌های فرکانسی و مشخصه‌های آماری الگوی عملکرد  ‌‌‌‌PU‌ها به انتخاب بهترین بخش از پهنای باند می‌پردازیم. همچنین متریک بهبود‌دهنده برون‌دهی را به منظور افزایش هر چه بیشتر راندمان با استراتژی انتخاب کانال مناسب ترکیب می کنیم. در ادامه شبیه‌سازی واقع‌گرایانه‌ای برای شبکه‌های رادیو‌شناختی اقتضایی ارائه شده‌است و مدلی واقعی و انعطاف‌پذیر از فعالیت کاربران اولیه و نیز چرخه رادیو‌شناختی (تشخیص، تحرک و به‌اشتراک‌گذاری طیفی) که توسط هر SU  انجام می‌پذیرد، پیاده‌سازی گردیده‌است. همچنین این ضمیمه امکان تبادل داده‌های میان‌لایه‌ای میان پروتکل‌های لایه‌های مختلف شبکه را فراهم می‌آورد. ایده‌های مربوط به روش پیشنهادی از طریق نرم‌افزار  NS2 بررسی شده است .شبیه‌سازی‌ها بهبود قابل ملاحظه‌ای را در جهت افزایش راندمان انتها به انتها نسبت به روش‌ پیشین نشان می‌دهد.
کلمات کلیدی:تکنولوژی رادیوشناختی، CRAHN، الگوریتم مسیریابی، تکنیک ارسال های چندگانه

فهرست مطالب
عنوان     صفحه

فصل اول: مقدمه
۱-۱- کلیات    2
۱-۲- تکنولوژی سیستم¬های رادیوشناختی    4
۱-۲-۱-قابلیت هوشمندی    5
۱-۲-۲-قابلیت دوباره شکل دهی    5
۱-۳- معماری فیزیکی شبکه‌های ‌رادیو‌شناختی    6
۱-۴ – شبکه‌های ‌رادیو‌شناختی    7
۱-۴-۱- اجزای شبکه    7
۱-۴-۲- ناهمگونی طیف    10
۱-۴-۳- چارچوب مدیریت طیف    11
۱-۴-۴- اشتراک‌گذاری طیف    12
۱-۵-تفاوت CRN با شبکه‌های چندرادیویی و چندکاناله متداول گذشته    13
۱-۶- طبفه بندی الگوریتم‌های ‌مسیر‌یابی    14
۱-۶-۱- دسته بندی روشهای مسیر یابی در شبکه های رادیو شناختی اقتضایی    16

فصل دوم: مروری بر فعالیت‌های گذشته در پاسخ به چالش‌های ‌مسیر‌یابی
۲-۱- راه‌حل‌های ارائه ‌شده در پاسخ به چالش‌های شبکه‌های ‌رادیو‌شناختی    18
۲-۱-۱- روش‌های مبتنی بر تداخل و توان ارسالی    20
۲-۱-۲- روش‌های مبتنی بر میزان تأخیر    21
۲-۱-۳- روش‌های مبتنی بر پایداری مسیر    22
۲-۱-۴- روش‌های مبتنی بر ماکزیمم کردن برون‌دهی     23
۲-۲- معیار‌های کمی متداول ‌مسیر‌یابی در شبکه‌های اقتضایی    26
۲-۲-۱- دسته‌بندی معیار‌های کمی ‌مسیر‌یابی    27
۲-۲-۲-منتخب گروه اول، HOP    28
۲-۲-۳- زمان رفت و برگشت به هاپ(RTT)    30
۲-۲-۴- دفعات ارسال مورد انتظار (ETX)    31
۲-۲-۵-زمان ارسال مورد انتظار (ETT)    33
۲-۲-۶- زمان انحصاری ارسال مورد انتظار(EETT)    34
۲-۲-۷- پیاده‌سازی چهار معیار انتخابی در الگوریتمAODV    36
۲-۲-۸- نکات مهم در طراحی معیار کمی بهینه    39
۲-۳-استراتژی‌های انتخاب کانال در CRN    40
۲-۳-۱- دسته‌بندی استراتژی‌های انتخاب کانال    41

فصل سوم: استخراج یک الگوریتم ‌مسیر‌یابی کارا با استفاده از تکنیک‌های دایورسیتی دوگانه در شبیه‌ساز NS2-CRAHN    44
۳-۱- مقدمه‌ای بر چالش‌های پیش رویCRAHN    44
۳-۲- فرضیات و مدل سیستم    46
۳-۲-۱-الگوی فعالیت PU‌ها    48
۳-۲-۲- اساس عملکرد SU‌ها    49
۳-۳- مدل‌سازیCRAHN به کمک شبیه‌سازNS2    51
۳-۳-۱- فایل مرتبط با فعالیت PU‌ها    53
۳-۳-۲- فایل مرتبط با رویداد‌های کانال    53
۳-۳-۳-مدیریت منابع طیفی    54
۳-۳-۴- فعالیتSU‌ها    57
۳-۴- ارائه یک الگوریتم مسیریابی کارایCRAHN مبتنی بر تکنیک ارسالهای چند مسیره و چند کاناله    58
۳-۴-۱- پروتکل AODV    59
۳-۵- ارائه یک الگوریتم ‌مسیر‌یابی کارا با استفاده از روش ارسال‌های دوگانه در شبکه‌های رادیوشناختی اقتضایی    67
۳-۵-۱-الگوریتم مرحله RREQ    68
۳-۵-۲-الگوریتم مرحله RREP    70
۳-۵-۳- پروسه  نگهداری از مسیر    71

فصل چهارم:شبه سازی
۴-۱- مقایسه کارایی AODV،D2CARP و الگوریتم پیشنهادی    74
۴-۲- تأثیر الگوی عملکرد PU‌ها بر راندمان شبکه    78
۴-۲-۱- تحلیل عملکرد    85
۴-۳- آنالیز ناهمگونی طیف    89
۴-۴- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب زمان تشخیص طیف    91
۴-۵- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب سرعت حرکت گرهها    93
۴-۶- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب نرخ بستههای RREQ    94

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۵-۱- نتیجه گیری    97
۵-۲- پیشنهادات    100
فهرست منابع و مآخذ:    101