آنچه در این پروژه انجام شد بخش هسته عملیاتی از یک کنترلر عمومی است که برای برآورده ساختن نیازهای عمومی ریز سیستم های قابل کاشت در بدن طراحی و پیاده سازی شده است. طراحی بخش عملیاتی در قالب دو هسته جداگانه به نام های، هسته عملیاتی داخلی و کمک پردازنده سیگنال بیولوژیکی خارجی صورت گرفت. هسته عملیاتی داخلی مسئول تولید پالس تحریک در سیستم های نیاز به تحریک خودکار بدون ارتباط دائمی با دنیای بیرون، نظیر سیستم های تحریک کلیه و سیستم های تحریک عمیق مغز (مانند بیماری پارکینسون) و تشخیص پتانسیل عمل در کاربردهای ثبت است. در بخش تحریک، این هسته می تواند برای 8 کانال پالس هایی با رزولوشن زمانی µs16 تولید کند. حداکثر طول پالس ها µs256 و فرکانس آنها بین khz 9/3 – hz 62 است. در بخش ثبت، هسته عملیاتی می تواند پتانسیل عمل را بر اساس آستانه مثبت، منفی و یا هر دو، به روش آستانه گذاری سخت برای 62 کانال با سطوح قابل تنظیم و نرخ نمونه برداری ksample/s 16 تشخیص دهد. کمک پردازنده سیگنال بیولوژیکی به منظور برآوردن نیازهای پردازشی در سیستم های قابل کاشت در بدن طراحی شده است. این هسته از سیگنال ورودی ویژگی هایی نظیر ضرایب موجک، بیشینه، کمینه، برخورد با سطوح و شیب تغییرات را استخراج می کند. این کمک پردازنده می تواند تا 32 کانال را با انواع مختلفی از موجک های مادر و حداکثر 3 سطح تجزیه پوشش دهد. ضرایب فیلتر موجک می توانند حداکثر تا 6 بیت کوانتیده شوند. حد اکثر کلاک مورد نیاز برای این واحد در کاملترین حالت موجک بر اساس نرخ نمونه برداری ksample/sec20 و 32 کانال برابر با mhz48/4 است. هسته های مطرح شده توسط زبان توصیف سخت افزار vhdl طراحی شد. از نرم افزار ise xilinx برای طراحی و شبیه سازی این دو بخش استفاده شد. توان مصرفی نیز در نرم افزار design compiler synopsys محاسبه گردید. توان مصرفی هسته عملیاتی در تکنولوژی standard n-well cmos µm 18/0 و پالس کلاک mhz2 در تحریک خودکار µw 290 و در حالت تشخیص اسپایک µw 250 است. توان مصرفی کمک پردازنده سیگنال بیولوژیکی معادل با µw 427 برای 32 کانال با موجک مادر daubechies3 و 2 سطح تجزیه در فرکانس کلاک mhz 84/3 است. از نرم افزار cadance soc encounter برای رسم جانمایی فیزیکی دو هسته بهره برده شد. فضای اشغالی هسته عملیاتی داخلی معادل با ?m 170 × ?m 170 و فضای اشغالی کمک پردازنده سیگنال بیولوژیکی برابر با ?m 615 × ?m 570 در تکنولوژی standard n-well cmos µm 18/0 است. پس از شبیه سازی برای بررسی صحت عملکرد طرح پیشنهادی، طرح بر روی قطعه xcs200 که از خانواده fpga های spartan ii متعلق به شرکت xilinx است، با موفقیت پیاده سازی و تست شد.

در پروتکل های پس فعال در شبکه های متحرک اقتضایی از مکانیزم های مختلفی برای نگهداری مسیر استفاده می شود. در بیشتر پروتکل هاگرههای میانی آشکار کننده شکست مسیر، اقدام به گزارش شکست مسیر به مبدا می کنند. در این پایان نامه بیشتر روی فاز نگهداری مسیر در پروتکل aodv تمرکز می شود. پروتکل aodvیک پروتکل پس فعال می باشد و در فاز نگهداری مسیر از مکانیزم llr برای تعمیر مسیر استفاده می کند.به این صورت که وقتی گرهی شکست مسیر را آشکار می کند، قبل از اینکه اقدام به ارسال بسته خطای مسیر کند، بر اساس مکانیزم llrاقدام به یافتن مقصد می کند. مشکل مکانیزم llrاین است که گره آشکار کننده شکست مسیر ممکن است موفق به تعمیر مسیر نگردد که این منجر به افزایش تاخیر مسیریابی مجدد و زیاد شدن اتلاف بسته می شود. همچنین ممکن است مسیری که پیدا می شود، غیر بهینه باشد و منجر به افزایش تاخیر انتها به انتها گردد. با توجه به اینکه مسیرهایی که پیدا می شوند تاخیر انتها به انتهای متفاوتیدارند، لذا تغییرات تاخیر نیز افزایش می یابد که این برای ارسال داده های زمان حقیقی مشکل ایجاد می کند. در راه حل پیشنهادی این پایان نامه از تعداد همسایگان و تعداد گام برای محاسبه هزینه مسیر استفاده می شود و مسیرهای کوتاهتر با تعداد همسایه بیشتر انتخاب می شوند. این باعث می شود که در صورت شکست مسیر گرههای بیشتری وجود داشته باشند تا به مکانیزم llrپاسخ بدهند. در نتیجه انتظار می رود به سبب اینکه مسیرهای بهینه در سریع ترین زمان ممکن پیدا می شوند، نرخ تحویل و تاخیر انتها به انتها بهبود یابد.

یک شبکه adhoc بی سیم از مجموعه ای از پایانه های سیار بی سیم تشکیل شده است که بصورت پویا یک شبکه غیر دائمی و بدون زیرساخت را تشکیل می دهند. توپولوژی شبکه ممکن است بصورت پیش بینی نشده و دوره ای تغییر کند، در نتیجه مسیریابی در شبکه های adhoc فرآیند پرچالشی است. همچنین اگر بخواهیم مسیر انتخاب شده بین گره فرستنده و گره گیرنده، نیازمندی های کیفیت سرویس کاربر را نیز ارضا کند، بر پیچیدگی مسیریابی افزوده می شود. پیشرفت های صورت گرفته در زمینه فناوری ارتباط بی سیم و فراگیر شدن ابزارهای مجهز به ارتباطات بی سیم علاقه بسیاری را برای تولید نرم افزارهای چندرسانه ای با داشتن کیفیت سرویس در شبکه های adhoc ایجاد کرده است. در این پایان نامه دو روش جدید و هوشمند برای مسیریابی کیفیت سرویس چند محدودیته در شبکه های adhoc را ارائه می کنیم. می توان گفت روش های ارائه شده با استفاده از حداقل منابع و زمان محاسباتی پایین در یک محیط پویا، پارامترهای کارایی شبکه را بهبود می دهد. نتایج شبیه سازی بیانگر کارایی بیشتر این روش در مقایسه با دیگر روش های کلاسیک موجود می باشد.

در این پایان نامه الگوریتمی برای پیدا کردن مسیر های پایدار در شبکه های بی سیم اقتضایی ارائه شده است. متریک های مورد استفاده در الگوریتم پیشنهادی انرژی مسیر و عکس تعداد گام آن می باشند. با استفاده از این الگوریتم برای مسیریابی، مسیر هایی با گره های دارای باتری باقیمانده بیشتر و طول کمتر برای ارسال داده انتخاب می شوند. بنابراین نه تنها شکست لینک ناشی از تمام شدن باتری گره ها در شبکه کاهش می یابد بلکه تاخیر انتها به انتها نیز به علت استفاده از مسیر های با انرژی بالا و طول کمتر، کاهش می یابد. از دیگر مزایای استفاده از الگوریتم پیشنهادی در مسیریابی، توزیع مناسب بار ترافیکی بین اکثر گره های تشکیل دهنده شبکه است. به این ترتیب باتری بیشتر گره های شبکه به صورت یکنواخت مصرف می شوند و در نتیجه طول عمر شبکه افزایش می یابد. مقایسه نمودار های ارزیابی الگوریتم aodvو الگوریتم پیشنهادی نیز نشان می دهد با استفاده از الگوریتم پیشنهادی در مسیریابی، کارایی شبکه بهتر می شود.

چکیده در پژوهش حاضر به بهبود کیفیت سرویس در ieee802.11e پرداخته می شود. زمان بازگشت یا زمان انتظار از مولفه های اساسی استاندارد ieee802.11e جهت تعیین اولویت ترافیک ها به منظور دسترسی به کانال در طول دوره ی edca می باشد. پارامترهای رقابتی مختلفی از جمله cw،aifs و ... در تعیین زمان بازگشت تاثیر می گذارد. تخصیص اولویت ثابت به انواع ترافیک ها، بدون در نظر گرفتن طول صفوف ترافیکی، باعث ایجاد مشکلاتی در این زمینه شده است. بدین منظور دو روش پیشنهاد می شود که روش اول s-edca و روش دوم sn-edca نامیده می شود. این دو روش به رفع مشکلاتی از قبیل جلوگیری از اولویت گذاری بصورت ثابت و بدون توجه به میزان ترافیک موجود در شبکه و همچنین جلوگیری از افت کیفیت سرویس ترافیک غیر بلادرنگ در حضور حجم بالای ترافیک بلادرنگ خواهند پرداخت. تنظیم پارامترهای رقابتی لایه ی mac برای انواع ترافیک ها از قبیل صدا ، ویدئو ، بهترین تلاش و پس زمینه بوسیله ی شبکه ی عصبی انجام می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی حاکی از بهبود کیفیت سرویس روش های پیشنهاد شده نسبت به استاندارد ieee802.11e می باشد.

یک شبکه حسگر بیسیم از صدها یا هزاران حسگر به منظور حصول هدفی مشخص، تشکیل میشود. اگر چه شبکه های حسگر بی سیم از لحاظ پردازش و حافظه دارای محدودیتهایی هستند اما مسئله اصلی که این شبکه ها را از دیگر شبکه ها متمایز می کند، عمر باتری هست. این شبکه ها معمولاً در مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد که موقعیت جغرافیایی آن ها اجازه تعویض باتری های خالی شده را نمی دهد. این عامل سبب می شود تا از انرژی در این شبکه ها به نحو مطلوب استفاده شود. رویکردهای متفاوتی در مقالات برای بهبود طول عمر شبکه ارائه شده است (شامل جمع آوری داده، مسیریابی های انرژی کارآمد و پروتکل های کنترل دسترسی به رسانه) که هدف اصلی آن ها افزایش طول عمر شبکه بدون از دست دادن کیفیت سرویس است. از تحرک گره ی چاهک نیز به عنوان یکی از راه حل های ارائه شده در مقالات برای افزایش طول عمر شبکه، استفاده می شود. در این پایان نامه ما تحرک گره ی چاهک از نوع کنترل شده را مد نظر قرار می دهیم. در طرح پیشنهادی با استفاده از میزان بار ارسالی توسط سرخوشه ها، مکان گره ی چاهک به نحوی تعیین می شود که مجموع انرژی مورد نیاز برای ارسال داده ی سرخوشه ها حداقل شود. طرح پیشنهادی به وسیله ی شبیه سازی با طرح های ارائه شده از قبل مثل حرکت تصادفی گره ی چاهک و حرکت از پیش تعیین شده ی چاهک مقایسه شده که نتایج، نشان از بهبود طول عمر شبکه در طرح مورد نظر دارد. همچنین در طرح پیشنهادی به دلیل بهینه سازی حرکت چاهک در شبکه، تأخیر در انتقال داده ی سرخوشه ها به چاهک نسبت به الگوریتم های مشابه بسیار کمتر است.