تئوری یکپارچه مسیریابی، کنترل نرخ ورودی، زمان بندی و تخصیص کانال در شبکه های بی سیم

پایان نامه
چکیده

در شبکه های بی سیم، تخصیص مناسب امکانات مستلزم طراحی الگوریتم های مسیریابی، کنترل نرخ ورودی، زمان بندی، تخصیص کانال و کنترل توان می باشد. اگر این الگوریتم ها هر یک به صورت جداگانه طراحی شوند و سپس در شبکه مورد استفاده قرار گیرند، تخصیص امکانات به صورت غیر بهینه خواهد بود و علاوه بر آن، چندباره کاریهای غیر ضروری در پیاده سازی این الگوریتم ها رخ می دهد. حال اگر الگوریتم های فوق بطور مشترک با هم طراحی شوند، می توان هم گذردهی بالاتری بدست آورد و هم اختصاص امکانات را بهتر انجام داد. نکته دیگری که توجه به آن در حل مسئله تخصیص امکانات در شبکه های بی سیم ضروری است، امکان پیاده سازی توزیع شده الگوریتم های تخصیص امکانات است. اجرای متمرکز یک الگوریتم نیاز به مبادله پیام های کنترلی و ارتباطی زیادی دارد که در شبکه های بی سیم با توجه به کمبود امکانات، چندان مناسب نخواهد بود. طی 30 سال گذشته تلاشهای تحقیقاتی متعددی در یافتن الگوریتم های توزیع شده برای مسیریابی، کنترل نرخ ورودی، زمان بندی و تخصیص کانال و نیز در جهت ترکیب این الگوریتم ها صورت گرفته است. این تحقیقات به روشن شدن بسیاری از پیچیدگی ها و ظرایف بحث کمک نموده اند. در عین حال هنوز دشواری های متعددی در یکپارچه سازی کامل این الگوریتم ها و اجرای غیر متمرکز و با قید پیچیدگی قابل قبول برای آنها وجود دارد. در این رساله ما سعی کرده ایم با بهره گیری از تحقیقات قبلی و توجه به نقاط ضعف و قوت هر یک از آنها، نگاه جدیدی به مسئله تخصیص امکانات در شبکه های بی سیم داشته باشیم. ما مسائل زمان بندی، مسیریابی، کنترل نرخ ورودی و تخصیص کانال را در شبکه های بی سیم بطور توأمان به صورت یک فرمول بندی واحد بهینه سازی محدب مورد بررسی قرار می دهیم. این روش به دلیل ترکیب شدن تخصیص کانال، زمان بندی بهینه و کنترل نرخ ورودی با یک شکل اصلاح شده از الگوریتم مسیریابی با کمترین تأخیر که پیشتر در شبکه های سیمی مطرح بوده است، بدیع است. ما با دو روش مختلف بهینه سازی به حل این مسئله پرداخته ایم و در ادامه یک الگوریتم ابتکاری برای پیاده سازی آن ارائه کرده ایم. بدین ترتیب تمایز آشکاری بین عملکرد الگوریتم ارائه شده با الگوریتم های مختلف قبلی بدست آمده است. ما با تحلیل ریاضی و همچنین شبیه سازی نشان داده ایم که الگوریتم توزیع شده بدست آمده می تواند با تنظیم برخی پارامترهای از پیش تعیین شده، عدالت و اولویت دهی را بین کاربران مختلف شبکه ایجاد کند. در مقایسه با الگوریتم های مطرح دیگری که زمان بندی و مسیریابی را بر اساس تفاضل طول صف هر محاوره در گره های همسایه انجام می دهند، الگوریتم ما با بهره گیری از الگوی ترافیکی در کل طول مسیرهای مختلف بین مبدأ و مقصد، اقدام به انتخاب بهترین مسیر برای هر بسته می کند. درنتیجه آن طور که شبیه سازی ها نشان می دهند، الگوریتم ما در موارد زیادی به مراتب بهتر از الگوریتم های رقیب عمل می کند، از جمله در زمینه تأخیر بسته ها، تعداد بسته های گم شده، تعداد گام های طی شده تا مقصد، جابجایی ترتیب بسته ها، میزان مصرف انرژی در شبکه و بالاخره سرعت همگرایی الگوریتم. بعلاوه از نظر ناحیه ظرفیت، نتایج شبیه سازی کاهشی را در الگوریتم ارائه شده گزارش نمی کنند. در ادامه ما نشان داده ایم که با توسیع فرمول بندی بدست آمده می توان کنترل توان را نیز در مسئله ادغام نمود به نحوی که الگوریتم یکپارچه حاصل شامل کنترل توان نیز بشود.

منابع مشابه

بهبود استفاده از طیف رادیویی شبکه های توری بی سیم در مسیریابی ترافیک های چند پخشی

در این مقاله، به طراحی الگوریتم های مسیریابی چندپخشی و عوامل ﻣﺆثر بر ظرفیت، جهت بهبود میزان منابع مصرفی در شبکه های توری بی سیم مجهز به آنتن های جهت دار، پرداخته می شود. کاهش تعداد ارسال ها در هر درخت چندپخشی و کاهش مقدار تداخل بین درخت های متمایز، از جمله اهداف اصلی در مسئله مذکور است. در این راستا، با به کارگیری مزیت همه پخشی بی سیم در الگوریتم مسیریابی، تعداد کل ارسال ها در هر درخت چندپخشی ک...

متن کامل

بهبود استفاده از طیف رادیویی شبکه های توری بی سیم در مسیریابی ترافیک های چند پخشی

در این مقاله، به طراحی الگوریتم های مسیریابی چندپخشی و عوامل ﻣﺆثر بر ظرفیت، جهت بهبود میزان منابع مصرفی در شبکه های توری بی سیم مجهز به آنتن های جهت دار، پرداخته می شود. کاهش تعداد ارسال ها در هر درخت چندپخشی و کاهش مقدار تداخل بین درخت های متمایز، از جمله اهداف اصلی در مسئله مذکور است. در این راستا، با به کارگیری مزیت همه پخشی بی سیم در الگوریتم مسیریابی، تعداد کل ارسال ها در هر درخت چندپخشی ک...

متن کامل

مسیریابی مبتنی بر اعتماد در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از منطق فازی

شبکه‌های حسگر بی­سیم، حوزه‌ی پرکاربردی از نسل­های شبکه با پتانسیل بالا در محیط‌های غیرقابل پیش‌بینی و پویا است. با این حال، این شبکه‌ها به دلیل رسانه‌ی باز خود، توپولوژی در حال تغییر و پویا و الگوریتم‌های مسیریابی آن آسیب‌پذیر است . شبکه‌های موردی و شبکه‌های بی‌سیم ویژگی‌های مختلف مثل خود سازمان‌دهی پویا، خود پیکربندی، خود تصحیحی، نگه‌داری آسان، مقیاس‌پذیری بالا و سرویس‌های مطمئن را پشتیبانی می...

متن کامل

مسیریابی مبتنی بر اعتماد در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از منطق فازی

شبکه‌های حسگر بی­سیم، حوزه‌ی پرکاربردی از نسل­های شبکه با پتانسیل بالا در محیط‌های غیرقابل پیش‌بینی و پویا است. با این حال، این شبکه‌ها به دلیل رسانه‌ی باز خود، توپولوژی در حال تغییر و پویا و الگوریتم‌های مسیریابی آن آسیب‌پذیر است . شبکه‌های موردی و شبکه‌های بی‌سیم ویژگی‌های مختلف مثل خود سازمان‌دهی پویا، خود پیکربندی، خود تصحیحی، نگه‌داری آسان، مقیاس‌پذیری بالا و سرویس‌های مطمئن را پشتیبانی می...

متن کامل

مسیریابی انرژی آگاه در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی

At the present, energy aware routing is one of the most important research topics in wireless sensor networks. Increasing network lifetime is the most challenging need in these networks. In this study, in order to increase network lifetime, we aim to introduce a harmony search algorithm as a successful meta-heuristic algorithm for routing in the wireless sensor networks. In customizing the algo...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده برق و کامپیوتر

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023