فهرست مطالب عنوان صفحه فصل اول:مقدمه1-1- کلیات. 21-2- تکنولوژی سیستمهای رادیوشناختی. 41-2-1-قابلیت هوشمندی. 51-2-2-قابلیت دوباره شکل دهی. 51-3- معماری فیزیکی شبکههای رادیوشناختی. 61-4 - شبکههای رادیوشناختی. 71-4-1- اجزای شبکه. 71-4-2- ناهمگونی طیف. 101-4-3- چارچوب مدیریت طیف. 111-4-4- اشتراکگذاری طیف. 121-5-تفاوت CRN با شبکههای چندرادیویی و چندکاناله متداول گذشته 131-6- طبفه بندی الگوریتمهای مسیریابی. 141-6-1- دسته بندی روشهای مسیر یابی در شبکههای رادیو شناختی اقتضایی. 16 فصل دوم:مروری بر فعالیتهای گذشته در پاسخ به چالشهای مسیریابی2-1- راهحلهای ارائه شده در پاسخ به چالشهای شبکههای رادیوشناختی 182-1-1- روشهای مبتنی بر تداخل و توان ارسالی. 202-1-2- روشهای مبتنی بر میزان تأخیر. 212-1-3- روشهای مبتنی بر پایداری مسیر. 222-1-4- روشهای مبتنی بر ماکزیمم کردن بروندهی . 232-2- معیارهای کمی متداول مسیریابی در شبکههای اقتضایی 262-2-1- دستهبندی معیارهای کمی مسیریابی. 272-2-2-منتخب گروه اول، HOP. 282-2-3- زمان رفت و برگشت به هاپ(RTT)302-2-4- دفعات ارسال مورد انتظار (ETX). 312-2-5-زمان ارسال مورد انتظار (ETT)332-2-6- زمان انحصاری ارسال مورد انتظار(EETT)342-2-7- پیادهسازی چهار معیار انتخابی در الگوریتمAODV 362-2-8- نکات مهم در طراحی معیار کمی بهینه. 392-3-استراتژیهای انتخاب کانال در CRN.. 402-3-1- دستهبندی استراتژیهای انتخاب کانال. 41 فصل سوم:استخراج یک الگوریتم مسیریابی کارا با استفاده از تکنیکهای دایورسیتی دوگانه در شبیهساز NS2-CRAHN.. 443-1- مقدمهای بر چالشهای پیش رویCRAHN.. 443-2- فرضیات و مدل سیستم. 463-2-1-الگوی فعالیت PUها. 483-2-2- اساس عملکرد SUها. 493-3- مدلسازیCRAHN به کمک شبیهسازNS2. 513-3-1- فایل مرتبط با فعالیت PUها. 533-3-2- فایل مرتبط با رویدادهای کانال. 533-3-3-مدیریت منابع طیفی. 543-3-4- فعالیتSUها. 573-4- ارائه یک الگوریتم مسیریابی کارایCRAHN مبتنی بر تکنیک ارسالهای چند مسیره و چند کاناله. 583-4-1- پروتکل AODV.. 593-5- ارائه یک الگوریتم مسیریابی کارا با استفاده از روش ارسالهای دوگانه در شبکههای رادیوشناختی اقتضایی. 673-5-1-الگوریتم مرحله RREQ.. 683-5-2-الگوریتم مرحله RREP. 703-5-3- پروسه نگهداری از مسیر. 71 فصل چهارم:شبه سازی4-1- مقایسه کارایی AODV،D2CARP و الگوریتم پیشنهادی 744-2- تأثیر الگوی عملکرد PUها بر راندمان شبکه. 784-2-1- تحلیل عملکرد. 854-3- آنالیز ناهمگونی طیف. 894-4- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب زمان تشخیص طیف. 914-5- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب سرعت حرکت گرهها. 934-6- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب نرخ بستههای RREQ.. 94 فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات5-1- نتیجه گیری. 975-2- پیشنهادات. 100فهرست منابع و مآخذ:. 101 فهرست جدول ها عنوان صفحه جدول 2-1 دستهبندی معیارهای کمی مسیریابی، [16].. 28جدول 2-2 ویژگیهای HOP،[18]................. 29جدول 2-3 ویژگیهای RTT،[19].................. 31جدول 2-4 مشخصههای ETX، [17]................ 32جدول 2-5 ویژگیهای ETT،[20].................. 34جدول 2-6 ویژگیهایEETT،[21]................. 35جدول 2-7 .خلاصه نتایج شبیهسازی، [22]......... 39جدول4-1-پارامترهای شبیهسازی................. 74جئول 4-2 .پارامترهای الگوی عملکرد PUها[54، 53] 83جدول 5-1 خلاصه نتایج شبیهسازی................ 96 فهرست شکل ها عنوان صفحه شکل1-1 نمودار به کارگیری طیف فرکانسی، [2].. 3شکل1-2 بلوک دیاگرام یک SUکه قابلیت شناخت هماهنگی و یادگیری از محیط را دارد. [4].. 4شکل 1-3 حفرههای طیفی،[3].. 6شکل 1-4 معماری شبکه رادیوشناختی،[3].. 8شکل1-5 ناهمگونی طیف، [3]. 10شکل2-1 دستهبندی روشهای مسیریابی در شبکههای رادیوشناختی ،[8] 19شکل 2-2 الگوریتم مسیریابی search [11].. 22شکل 2-3 درصد پراکندگی معیارهای مسیریابی، [16].. 27شکل 2-4 تأثیر تعداد گرههای شبکه بر میزان تأخیر،[22].. 36شکل 2-5 تأثیر تعداد گرههای شبکه بر نرخ بستههای مفقود شده،[22] 37شکل 2-6 تأثیر زمان شبیهسازی بر میزان بروندهی ،[22].. 37شکل 2-7 تأثیر افزایش تعداد گرهها بر میزان تأخیر نقطه به نقطه،[22] 38شکل 3-1 مدل کانال بیسیم با استفاده از فرآیند Markov تکرارپذیر پیوسته زمان برای فعالیت PUها.. 48شکل 3-2 ساختار شبیهسازNS2-CRAHN،[49].. 51شکل 3-3 پیادهسازی عملکرد SUها در شبیهسازNS2-CRAHN، [49] 56شکل 3-4(c) فرمت بستههای مسیریابی درAODV ، [5].. 61شکل 3-5، فرآیند کشف و نگهداری مسیر در AODV[5].. 63شکل 3-6 دایورسیتی مکانی فرکانسی و توأم و چگونگی مقابله آنها با فعالیت متغیر با مکان- فرکانس PUها، [52].. 64شکل 4-1 مقایسه عملکرد AODV،D2CARP و روش پیشنهادی.. 75شکل4-2 گونههای مختلف الگوی عملکرد کاربران اولیه.. 77شکل 4-3 مقایسه راندمان دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت کم PUها.. 79شکل 4-4 مقایسه دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت بلندمدتPUها 81شکل 4-5 مقایسه کارایی دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت متوسطPUها.. 83شکل 4-6 مقایسه کارایی دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت بالای PUها.. 86شکل 4-7 مقایسه کارایی دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور ناهمگونی طیف 88شکل 4-8 تأثیر زمان تشخیص طیف بر عملکرد روش پیشنهادی و D2CARP 89شکل 4-9 تأثیر سرعت گرهها بر بروندهی روش پیشنهادی و D2CARP. 91شکل 4-10 مقایسه نرخ تولید بستههای RREQ روش پیشنهادی و D2CARP 92فصل اولمقدمه 1-1- کلیات به علت افزایش تقاضا برای ظرفیت بیشتر باید شبکههای مخابراتی و منابع در دسترس بیسیم نظیر طیف (پهنای باند) به صورت کارآمدتر مورد استفاده قرار گیرند. الگوهای طراحی شبکه و تکنولوژیهای جدید ارتباطی هم چون شبکههای رادیوشناختی در سالهای اخیر پدیدار شدهاند که دارای قابلیت بهرهبرداری از منابع طیفی به صورت هوشمندانه و مؤثر میباشند.تکنولوژی رادیو شناختی برای اولین بار توسط دکتر Mitola در سال 1999 بیان شد [1]. و در سالهای اخیر تحولی نوظهور در زمینه ارتباطات رادیوییایجاد کرده که میتواند با بکارگیری کارآمد منابع طیفی موجود سرویسهای بیسیم سریعتر و با قابلیت اعتماد بالاتر را فراهم آورد. تفاوت قابل توجه شبکههای رادیوشناختی با شبکههای بیسیم متداول گذشته در این است که کاربران این شبکهها باید از فضای رادیویی اطراف خود آگاهی داشته و پارامترهای داخلی خود مانند توان ارسالی، فرکانس ارسالی و نوع مدولاسیون را با آن منطبق سازند، بطور کلی رویکرد سازوکارهای متداول اشتراک و مدیریت طیف درگذشته بر مبنای این فرض بود که تمام کاربران شبکه بی قید و شرط در یک فضای ثابت با هم همکاری میکنند که این در یک شبکهرادیوشناختی
بررسی الگوریتمهای مسیریابی در شبکههای رادیوشناختی و ارائه روشی برای بهبود برون دهی شبکه word
فهرست مطالب عنوان صفحه فصل اول:مقدمه1-1- کلیات. 21-2- تکنولوژی سیستمهای رادیوشناختی. 41-2-1-قابلیت هوشمندی. 51-2-2-قابلیت دوباره شکل دهی. 51-3- معماری فیزیکی شبکههای رادیوشناختی. 61-4 - شبکههای رادیوشناختی. 71-4-1- اجزای شبکه. 71-4-2- ناهمگونی طیف. 101-4-3- چارچوب مدیریت طیف. 111-4-4- اشتراکگذاری طیف. 121-5-تفاوت CRN با شبکههای چندرادیویی و چندکاناله متداول گذشته 131-6- طبفه بندی الگوریتمهای مسیریابی. 141-6-1- دسته بندی روشهای مسیر یابی در شبکههای رادیو شناختی اقتضایی. 16 فصل دوم:مروری بر فعالیتهای گذشته در پاسخ به چالشهای مسیریابی2-1- راهحلهای ارائه شده در پاسخ به چالشهای شبکههای رادیوشناختی 182-1-1- روشهای مبتنی بر تداخل و توان ارسالی. 202-1-2- روشهای مبتنی بر میزان تأخیر. 212-1-3- روشهای مبتنی بر پایداری مسیر. 222-1-4- روشهای مبتنی بر ماکزیمم کردن بروندهی . 232-2- معیارهای کمی متداول مسیریابی در شبکههای اقتضایی 262-2-1- دستهبندی معیارهای کمی مسیریابی. 272-2-2-منتخب گروه اول، HOP. 282-2-3- زمان رفت و برگشت به هاپ(RTT)302-2-4- دفعات ارسال مورد انتظار (ETX). 312-2-5-زمان ارسال مورد انتظار (ETT)332-2-6- زمان انحصاری ارسال مورد انتظار(EETT)342-2-7- پیادهسازی چهار معیار انتخابی در الگوریتمAODV 362-2-8- نکات مهم در طراحی معیار کمی بهینه. 392-3-استراتژیهای انتخاب کانال در CRN.. 402-3-1- دستهبندی استراتژیهای انتخاب کانال. 41 فصل سوم:استخراج یک الگوریتم مسیریابی کارا با استفاده از تکنیکهای دایورسیتی دوگانه در شبیهساز NS2-CRAHN.. 443-1- مقدمهای بر چالشهای پیش رویCRAHN.. 443-2- فرضیات و مدل سیستم. 463-2-1-الگوی فعالیت PUها. 483-2-2- اساس عملکرد SUها. 493-3- مدلسازیCRAHN به کمک شبیهسازNS2. 513-3-1- فایل مرتبط با فعالیت PUها. 533-3-2- فایل مرتبط با رویدادهای کانال. 533-3-3-مدیریت منابع طیفی. 543-3-4- فعالیتSUها. 573-4- ارائه یک الگوریتم مسیریابی کارایCRAHN مبتنی بر تکنیک ارسالهای چند مسیره و چند کاناله. 583-4-1- پروتکل AODV.. 593-5- ارائه یک الگوریتم مسیریابی کارا با استفاده از روش ارسالهای دوگانه در شبکههای رادیوشناختی اقتضایی. 673-5-1-الگوریتم مرحله RREQ.. 683-5-2-الگوریتم مرحله RREP. 703-5-3- پروسه نگهداری از مسیر. 71 فصل چهارم:شبه سازی4-1- مقایسه کارایی AODV،D2CARP و الگوریتم پیشنهادی 744-2- تأثیر الگوی عملکرد PUها بر راندمان شبکه. 784-2-1- تحلیل عملکرد. 854-3- آنالیز ناهمگونی طیف. 894-4- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب زمان تشخیص طیف. 914-5- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب سرعت حرکت گرهها. 934-6- مقایسه عملکرد دو روش پیشنهادی و D2CARP بر حسب نرخ بستههای RREQ.. 94 فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات5-1- نتیجه گیری. 975-2- پیشنهادات. 100فهرست منابع و مآخذ:. 101 فهرست جدول ها عنوان صفحه جدول 2-1 دستهبندی معیارهای کمی مسیریابی، [16].. 28جدول 2-2 ویژگیهای HOP،[18]................. 29جدول 2-3 ویژگیهای RTT،[19].................. 31جدول 2-4 مشخصههای ETX، [17]................ 32جدول 2-5 ویژگیهای ETT،[20].................. 34جدول 2-6 ویژگیهایEETT،[21]................. 35جدول 2-7 .خلاصه نتایج شبیهسازی، [22]......... 39جدول4-1-پارامترهای شبیهسازی................. 74جئول 4-2 .پارامترهای الگوی عملکرد PUها[54، 53] 83جدول 5-1 خلاصه نتایج شبیهسازی................ 96 فهرست شکل ها عنوان صفحه شکل1-1 نمودار به کارگیری طیف فرکانسی، [2].. 3شکل1-2 بلوک دیاگرام یک SUکه قابلیت شناخت هماهنگی و یادگیری از محیط را دارد. [4].. 4شکل 1-3 حفرههای طیفی،[3].. 6شکل 1-4 معماری شبکه رادیوشناختی،[3].. 8شکل1-5 ناهمگونی طیف، [3]. 10شکل2-1 دستهبندی روشهای مسیریابی در شبکههای رادیوشناختی ،[8] 19شکل 2-2 الگوریتم مسیریابی search [11].. 22شکل 2-3 درصد پراکندگی معیارهای مسیریابی، [16].. 27شکل 2-4 تأثیر تعداد گرههای شبکه بر میزان تأخیر،[22].. 36شکل 2-5 تأثیر تعداد گرههای شبکه بر نرخ بستههای مفقود شده،[22] 37شکل 2-6 تأثیر زمان شبیهسازی بر میزان بروندهی ،[22].. 37شکل 2-7 تأثیر افزایش تعداد گرهها بر میزان تأخیر نقطه به نقطه،[22] 38شکل 3-1 مدل کانال بیسیم با استفاده از فرآیند Markov تکرارپذیر پیوسته زمان برای فعالیت PUها.. 48شکل 3-2 ساختار شبیهسازNS2-CRAHN،[49].. 51شکل 3-3 پیادهسازی عملکرد SUها در شبیهسازNS2-CRAHN، [49] 56شکل 3-4(c) فرمت بستههای مسیریابی درAODV ، [5].. 61شکل 3-5، فرآیند کشف و نگهداری مسیر در AODV[5].. 63شکل 3-6 دایورسیتی مکانی فرکانسی و توأم و چگونگی مقابله آنها با فعالیت متغیر با مکان- فرکانس PUها، [52].. 64شکل 4-1 مقایسه عملکرد AODV،D2CARP و روش پیشنهادی.. 75شکل4-2 گونههای مختلف الگوی عملکرد کاربران اولیه.. 77شکل 4-3 مقایسه راندمان دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت کم PUها.. 79شکل 4-4 مقایسه دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت بلندمدتPUها 81شکل 4-5 مقایسه کارایی دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت متوسطPUها.. 83شکل 4-6 مقایسه کارایی دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور فعالیت بالای PUها.. 86شکل 4-7 مقایسه کارایی دو روش پیشنهادی و D2CARP در حضور ناهمگونی طیف 88شکل 4-8 تأثیر زمان تشخیص طیف بر عملکرد روش پیشنهادی و D2CARP 89شکل 4-9 تأثیر سرعت گرهها بر بروندهی روش پیشنهادی و D2CARP. 91شکل 4-10 مقایسه نرخ تولید بستههای RREQ روش پیشنهادی و D2CARP 92فصل اولمقدمه 1-1- کلیات به علت افزایش تقاضا برای ظرفیت بیشتر باید شبکههای مخابراتی و منابع در دسترس بیسیم نظیر طیف (پهنای باند) به صورت کارآمدتر مورد استفاده قرار گیرند. الگوهای طراحی شبکه و تکنولوژیهای جدید ارتباطی هم چون شبکههای رادیوشناختی در سالهای اخیر پدیدار شدهاند که دارای قابلیت بهرهبرداری از منابع طیفی به صورت هوشمندانه و مؤثر میباشند.تکنولوژی رادیو شناختی برای اولین بار توسط دکتر Mitola در سال 1999 بیان شد [1]. و در سالهای اخیر تحولی نوظهور در زمینه ارتباطات رادیوییایجاد کرده که میتواند با بکارگیری کارآمد منابع طیفی موجود سرویسهای بیسیم سریعتر و با قابلیت اعتماد بالاتر را فراهم آورد. تفاوت قابل توجه شبکههای رادیوشناختی با شبکههای بیسیم متداول گذشته در این است که کاربران این شبکهها باید از فضای رادیویی اطراف خود آگاهی داشته و پارامترهای داخلی خود مانند توان ارسالی، فرکانس ارسالی و نوع مدولاسیون را با آن منطبق سازند، بطور کلی رویکرد سازوکارهای متداول اشتراک و مدیریت طیف درگذشته بر مبنای این فرض بود که تمام کاربران شبکه بی قید و شرط در یک فضای ثابت با هم همکاری میکنند که این در یک شبکهرادیوشناختی