يك استراتژي تطبيقي براي ليست سياه كانال در شبكه‌هاي مبتني بر IEEE 802.15.4e TSCH

كارشناسي ارشد

استاندارد IEEE 802.15.4 استانداردي براي شبكه هاي حسگري بي سيم است كه براي اين شبكه¬ها مشخصات لايه فيزيكي و لايه كنترل دسترسي رسانه تعريف مي¬كند. اين استاندارد براي ارتباطات كم توان و با نرخ داده ي پايين كاربرد دارد. مطالعات نشان مي دهد كه در اين استاندارد ميزان تاخير داده تا رسيدن به مقصد محدوديتي ندارد و نرخ دريافت بسته ها توسط مقصد بسيار پايين است و همچنين تنها از يك كانال استفاده مي شود و مصرف انرژي نيز بالا است. به همين جهت IEEE 802.15.4e به صورت اصلاحيه اي بر استاندارد پيشين منتشر گرديد كه در آن، روش پرش كانال برش زماني به منظور فرآهم نمودن قابليت اطمينان بالاتر معرفي گرديد كه به واسطه دسترسي به كانال در قالب برش هاي زماني تاخير بيشينه محدود گرديد و به دليل استفاده از كانال¬هاي متعدد و پرش بين آنها قابليت اطمينان نيز افزايش يافت. مكانيزم TSCH از يك ليست گردشي روي كانال¬هاي مختلف استفاده مي كند اما يك الگوي ثابتي را دنبال مي¬كند، درواقع ليست پرش كانال در TSCH به طور پيش فرض شامل 16 كانال مي شودكه بيشتر آنها مورد استفاده ي سيگنال با توان بالاي WiFi است، نه تنها تداخلات WiFi مي¬تواند مشكل ساز شوند بلكه محوشدگي چند مسيري هم مي¬تواند موجب كاهش قابليت اطمينان شود. از اين رو به يك تصميم¬گيري هوشمندانه احتياج هست كه با توجه به حضور يا عدم حضور اين تداخلات تصميم به پرش يا عدم پرش بر روي كانال ديگر گرفته شود، به همين منظور براي پرش وفقي مكانيزم تشكيل ليست سياه معرفي شده است كه اين ليست به منظور جداسازي كانال هايي با شرايط نا¬مطلوب تشكيل مي شود، راهكار هاي تشكيل ليست سياه به طور عمده از الگوريتم هاي يادگيري با فرض اينكه حضور يا عدم حضور تداخلات 802.11 به صورت مانا هست استفاده كرده اند يعني پارامتر هاي آماري احتمال حضور يا عدم حضور اين تداخلات ثابت است و با زمان تغيير نمي-كند، كه اين فرضي غير واقع بينانه است و بسياري از اين الگوريتم¬ ها با اين فرض غير واقع بينانه توانسته اند شاخص نسبت تحويل بسته بالايي را گزارش كنند. ما در اين پايان نامه مدل احتمالي حضور يا عدم حضور 802.11 تداخلگر بر روي 802.15.4e را به حالتي كه از يك مدل غير مانا تبعيت كند تعميم داده¬ايم؛ به عنوان مثال محيطي كه به صورت ماركُفي بين پارامتر هاي احتمالي جابه جا شود، و توانستيم با استفاده از يك روش تطبيقي پرش كانال فركانسي كه از الگوريتم يادگيري اتوماتا استفاده مي¬كند و قابليت استفاده در محيط هاي غير مانا را دارد، حدود 15 درصد نسبت به روشي كه از يك نوع الگوريتم يادگير تحت عنوان MAB بهره مي¬برد، ميزان نرخ تحويل بسته بالاتري را به دست آوريم و همچنين ميزان كارايي انرژي نيز در مقايسه با روش مذكور حدود 18 درصد بهبود داه شده است. واژه¬هاي كليدي: پرش كانال فركانسي، IEEE 802.15.4e ، ليست سياه.

193641

دانشگاه علم و صنعت ايران

شبكه هاي كامپيوتري

دكتر وصال حكمي