دسترسی فرصت طلبانه به رسانه در شبکه های چندجلسه ای مبتنی بر پروتکل arq همیار

یکی از مشکلات اساسی در مهندسی و تحقیق در عملیات، تخصیص و یا زمان¬بندی منابع در بین میزبان¬های مختلف است که برای دسترسی خود به رسانه با یکدیگر به رقابت می¬پردازند. به منظور طراحی و پیاده¬سازی مقیاس¬پذیر سیستم¬های تحت شبکه، الگوریتم¬های زمان¬بندی ملزم به داشتن محاسبات بسیار ساده و توزیع شده می¬باشند. در این پایان¬نامه، یک روش کاربردی برای طراحی الگوریتم¬های ساده و توزیع شده مبتنی بر پروتکل arq همیار ارائه می¬شود. معتقدیم این روش در شبکه¬های بی¬سیم با ویژگی تارکنندگی سریع و با نرخ ترافیک بالا، دارای عملکردی بهینه می¬باشد. الگوریتم را با جزئیات در حوزه دسترسی به رسانه بی¬سیم بیان می¬کنیم و رفتار مجانبی آن بررسی می¬شود، که به طور طبیعی ما را به سوی شبکه پردازش تصادفی سوق می¬دهد. در شبکه¬های بی¬سیم و به منظور برقراری ارتباط، فرستنده¬های متعددی در حال تلاش برای استفاده از رسانه مشترک بی¬سیم می¬باشند. با توجه به ماهیت ارتباطات بی¬سیم، دو ارسال همزمان و در مجاورت هم ممکن است با یکدیگر تداخل داشته و بسته ارسالی گم شود. برای جلوگیری از چنین تداخل مخربی، یک الگوریتم زمان-بندی، که به عنوان کنترل دسترسی به رسانه (mac) شناخته می¬شود، مورد نیاز است. پرسش طراحی mac کارآمد به طور گسترده از زمان شبکه¬های aloha مورد مطالعه قرار گرفته است. اگر چه انواع خاصی از الگوریتم¬های mac در عمل مورد استفاده قرار گرفته¬اند، به عنوان مثال گواهی ieee 802.11، اما بیش از چهار دهه است که ارائه یک الگوریتم کارآمد قابل اثبات همانند رمز و راز باقی مانده است. به عنوان سهم خود در این چالش، یک کنترل دسترسی رسانه (mac) تصادفی، بدیع و در چارچوب تقاضاهای امروز ارائه می-دهیم و بهینگی آن را در اجرا ثابت می¬کنیم. مانند راه حل¬های مورد استفاده در عمل، الگوریتم ما هم "تصادفی" و هم "عقبگرد – مانند" است و از اطلاعات "سنجش و رزو حامل" استفاده می¬کند. این اولین نمونه از mac است که ثابت می¬شود برای توپولوژی تداخلی عمومی، در اجرا بهینه است. راه حل ما نمونه برداری کلاسیگ هستینگز و معیار پایداری لیاپانوف را با بینش به دست آمده از تجزیه و تحلیل پویایی صف¬های متغیر با زمان در هم می¬آمیزد. چارچوب نظری ما برای طراحی الگوریتم¬های زمان¬بندی توزیع شده در طیف وسیعی از مسائل تخصیص منابع ترکیبی در شبکه¬های پردازش تصادفی، از جمله زمان¬بندی در سوئیچ¬های ورودی صف کاربرد دارد. الگوریتم¬های مسیریابی و زمان¬بندی بهینه برای دهه¬هاست که مورد مطالعه قرار گرفته است، با این حال وجود چندین مشکل عملی در پیاده¬سازی، از بکارگیری این سیاست¬های کنترل شبکه جلوگیری می¬کند. در این پایان-نامه دو موضوع مجزا در کنترل توزیع¬شده شبکه در نظر گرفته می¬شود: به حداکثر رساندن گذردهی در شبکه-های بی¬سیم با استفاده از دسترسی فرصت¬طلبانه، و تفکیک رقابت همراه با کنترل خطا.