طراحی و تحلیل الگوریتم های تأمین کیفیت سرویس برای کاربران voip در یک شبکه رادیو شناختگر گسترده

در هر جایی که بشر با کمبود منابع روبرو می شود یا به دنبال یافتن یک منبع جدید دیگر می رود و یا دنبال راهکارهایی جدید برای هر چه بالاتر بردن بهره وری منبع کنونی می گردد. ایده دسترسی پویا به طیف رادیویی در دنیای مخابرات امروز که بهره وری منبع طیف مخابراتی بی سیم در آن بسیار پایین است به منظور هر چه بهینه تر استفاده کردن از این منبع، امری کاملاً معقول است. امروزه با پیشـرفت فن آوری در هر دو زمینه سخت افزار و نرم افزار امکان نیل به این مهم با بهره گیری از اصول ریخته شده در زمینه رادیوهای نرم افزاری برای پیاده سازی و ساخت رادیوی شناختگر میسر گشته است. رادیوی شناختگر توانایی پویش طیف رادیویی برای یافتن فرصت طلبانه کانال های خالی برای ارسال اطلاعات خود به گونه ای که ارتباط کاربران قانونی طیف (کاربران اولیه) را دچار اشکال نکند، دارا می باشد. ظهور رادیوی شناختگر مانند هر پدیده نوظهور دیگری با خود چالش هایی را به همراه می آورد. از جمله این چالش ها یافتن نحوه پویش موثر طیف رادیویی در لایه فیزیکی(phy) و مدیریت و تخصیص کانال های خالی با نوشتن الگوریتم های بهینه در لایه کنترل دسترسی به رسانه (mac) برای هر چه بالاتر بردن سطح کیفیت سرویس برای کاربران رادیو شناختگر (کاربران ثانویه) می باشد. در این پایان نامه پس از بررسی پروتکل های mac مختلف و نحوه تخصیص کانال در این پروتکل ها یک الگوریتم تخصیص کارآمد مختص کاربران دارای ترافیک voip ارائه می گردد. تا حد اطلاع ما الگوریتم های تخصیص کانال ارائه شده در تحقیقات قبلی وضعیت کانال را در نحوه تخصیص کانال به کاربران ثانویه دارای ترافیک voip در نظر نگرفته اند. مدل شبکه در این پایان نامه شبکه ای گسترده از کاربران بدون مجوز (کاربران ثانویه) با ترافیک voip می باشد. در این راستا پس از معرفی، تحلیل و شبیه سازی چندین الگوریتم تخصیص کانال برای شبکه های شناختگر شیاربندی شده با ظرفیت ارسال-ثابت و ارسال متغیر در نهایت یک الگوریتم کارآمد مبتنی بر وضعیت صف بافر کاربران ثانویه برای شبکه های با ظرفیت ارسال ثابت و یک الگوریتم کارآمد مبتنی بر وضعیت صف بافر کاربران ثانویه و آگاه از کیفیت کانال برای شبکه های با ظرفیت ارسال متغیر ارائه می گردد. در واقع در الگوریتم اخیر علاوه بر رفتار متغیر کاربران اصلی در نحوه اشغال کانال ها، وضعیت صف کاربران ثانویه و وضعیت کیفیت کانال نیز در استراتژی تخصیص کانال درنظر گرفته شده است. با اجرای این الگوریتم های کارآمد برای دو نوع شبکه با ظرفیت ارسال ثابت و ظرفیت ارسال متغیر کیفیت سرویس (qos) به نحو مطلوبی برای کاربران ثانویه دارای ترافیک voip فراهم می آید. در نهایت عملکرد این الگوریتم ها در شبکه رادیو شناختگر، با استخراج نرخ متوسط زوال بسته که از کلیدی ترین شاخص ها در مورد ترافیک voip است، بر روی منحنی های شبیه سازی مشاهده و اثبات می گردد.