شماره ركورد
30649
پديد آورنده
زينب رباني
عنوان
ارائهي يك روش تخليه بار محاسباتي تحركآگاه در شبكههاي نسل پنجم مبتني بر پهپاد مجهز به زنجيره بلوكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- شبكههاي كامپيوتري
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1402/10/06
استاد راهنما
زينب موحدي
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
چكيده
نسل پنجم شبكههاي تلفن همراه با سرعت و پهناي باند بالا و بهعلاوه تأخير كم، امكان اتصال ميلياردها دستگاه و ارتباط كارآمدتري را فراهم ميكند. پهپادها كه اولين استفاده از آنها در حوزههاي نظامي بوده است، امروزه در زمينههايي مانند صنعت نيز به كار گرفته ميشوند. به دليل تحرك پهپادها، استفاده از آنها به عنوان رله در شبكههاي نسل پنجم به ويژه در محيطهايي كه امكان فراهم كردن زيرساخت فيزيكي نيست گسترش يافته است. همچنين، حسگرهاي نصب شده بر روي پهپادها هنگام حركت آنها، با جمعآوري اطلاعات از محيط هاي اينترنت اشياء باعث سهولت در فرآيند جمعآوري ميشوند. هدف اصلي اينترنت اشياء، هوشمند كردن شئها است تا بتوانند محيط پيرامون را حس و آن را تبديل به دادهي قابل فهم براي ماشين كنند و در نهايت با يكديگر يا محيط خود تعامل داشته باشند. يكي از چالشهاي مهم در اينترنت اشياء، كم بودن توان پردازشي و ذخيرهسازي دستگاههاي آن است. روشهاي تخليهبار محاسباتي در زيرساختهاي رايانشي مانند رايانش لبه، رايانش مه و رايانش ابري به عنوان راهحلي مناسب براي پاسخ به اين چالش معرفي شدهاند. با توجه به تحرك تعداد زيادي از دستگاههاي اينترنت اشياء، انتخاب همزمان مقصد تخليهبار بدون ايجاد سربار در تاخير و انرژي سيستم يك موضوع مهم است. با توجه به ويژگي تحرك پهپادها، استفاده از آنها به عنوان سرورهاي لبه رو به گسترش است. يك چالش مهم در استفاده از پهپادها در محيطهاي اينترنت اشياء، امكان نفوذ مهاجمان و تغييرات دادهها است. به علاوه، با توجه به انرژي محدود پهپادها امكان مشكلات فني و خطر از دست رفتن دادههاي موجود در آن افزايش مييابد. زنجيره بلوكي براي ذخيرهي امن و توزيعشدهي دادهها مورد استفاده قرار گرفته است. اين فناوري با روشهاي رمزگذاري و محاسبات پيچيده، امكان دستكاري دادهها را كاهش ميدهد. در سالهاي اخير پژوهشهايي در حوزهي تخليهبار محاسباتي به پهپاد مجهز به زنجيره بلوكي انجام شده است كه در اغلب آنها تحرك دستگاههاي اينترنت اشياء و همچنين انتخاب پوياي پهپاد اوليه لحاظ نشده است.
هدف ما در اين پژوهش ارائهي يك روش تخليهبار محاسباتي تحركآگاه در شبكههاي نسل پنجم مبتني بر پهپاد مجهز به زنجيره بلوكي است. توجه به تحرك كاربران و تاثيرات آن در هزينهي انتقال موضوع مهمي است. در اين راستا، در روش پيشنهادي، به منظور كمينهكردن زمان و انرژي كل سيستم با لحاظ پيشبيني تحرك كاربران و انتخاب پوياي پهپاد اوليه، از يك شبكهي عصبي بازگشتي براي پيشبيني تحرك دستگاههاي اينترنت اشياء و از يك الگوريتم ژنتيك براي تعيين موقعيت پهپادها و تصميم تخليهبار و در نهايت محاسبهي زمان و انرژي استفاده شده است. اين روش با زبان پايتون شبيهسازي شده است. نتايج اين ارزيابي تحت تغييرات تعداد دستگاههاي اينترنت اشياء و پهپادها نشان ميدهد كه روش پيشنهادي نسبت به روش مشابه، به ترتيب در زمان و انرژي، تا 63 و 66 درصد بهبود داشته است.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/12/26
عنوان به انگليسي
Proposing a mobility-aware computational offloading scheme in 5G networks based on UAVs equipped with blockchain
تاريخ بهره برداري
12/26/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زينب رباني
چكيده به لاتين
The fifth generation of mobile networks, boasting high speed, bandwidth, and low latency, facilitates efficient communication and supports billions of devices. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), initially developed for military applications, have now found utility in various sectors, including industry. The ease of mobility of UAVs has expanded their role as relays in fifth generation networks, particularly in environments where physical infrastructure is impractical. UAVs, equipped with sensors, contribute to data collection in the Internet of Things (IoT), creating a nexus for information gathering. The IoT aims to integrate billions of objects, enabling them to sense their surroundings, convey information to machines, and ultimately interact with each other and the environment. However, a significant challenge in the IoT lies in the limited processing power and storage capacity of its devices. Computational offloading methods, such as edge computing, fog computing, and cloud computing, have emerged as viable solutions to address this challenge. Leveraging the mobility of UAVs, they are now being employed as edge servers, marking a novel and expanding application. Nevertheless, using UAVs in the IoT introduces challenges related to security and data integrity. The mobility and limited energy of UAVs amplify technical issues, posing risks of data loss. Blockchain technology has emerged as a solution for secure and distributed data storage. Employing encryption methods and complex calculations, blockchain reduces susceptibility to value manipulation. Recent research has explored the integration of blockchain technology with UAVs, with a focus on computational offloading. However, many studies overlook end-users, especially IoT devices, and the dynamic selection of initial UAVs.
This study aims to propose a blockchain-based fifth-generation UAV-based computational offloading method. Addressing the impact of users’ mobility on transfer costs is crucial. The proposed method utilizes a recurrent neural network to predict IoT mobility and a genetic algorithm for dynamic UAV positioning and decision-making. The calculation of time and energy consumption is then performed. Implemented in a real environment, the evaluation results demonstrate an improvement of 63 percent in time and 66 percent in energy efficiency under varying numbers of IoT devices and UAVs.
كليدواژه هاي فارسي
اينترنت اشياء , شبكههاي پهپاد , زنجيره بلوكي
كليدواژه هاي لاتين
Internet of Things , UAVs , BlockChain
Author
Zeinab Rabbani
SuperVisor
Dr.Zeinab Movahedi