15514

15514

بهبود زمان بندي در شبكه هاي پخشي بي سيم دو كاربره مبتني بر اكتساب انرژي با در نظر گرفتن قيد كيفيت سرويس

كارشناسي ارشد

مخابرات

اسفند ماه 1394

اسفند ماه 1394

دكتر وحيد طباطباوكيلي

برق

سيستم‌هاي بي‌سيم با قابليت كسب انرژي، در سال‌هاي اخير مورد تحقيقات گسترده‌اي قرار گرفته‌اند.از آن‌جا كه اين سيستم‌ها انرژي خود را از طبيعت دريافت مي‌كنند،انرژي در دسترس محدود بوده و در نتيجه مديريت انرژي چالش بزرگي در اين سيستم‌ها به حساب مي‌آيد.در تحقيقات انجام شده روي اين سيستم‌ها، دو نوع مساله بهينه‌سازي مطرح شده است.مساله اول حداكثر كردن گذردهي تا يك لحظه خاصو مساله دوم حداقل كردن زمان تكميل انتقال مي¬باشد. اين دو مساله بهينه سازي را مي¬توان دوگان يكديگر دانست،يعني با يك بردار كسب انرژي مشخص،اگر در مساله اول حداكثر تعداد بيتي كه مي‌توان تا زمان T ارسال كرد برابر B^* باشد، در اين صورت در مساله دوم حداقل زماني كه براي ارسال B^*بيت به دست مي¬آيد برابر T خواهد بود. قيدهاي اين دو مساله بهينه سازي را نيز مي¬توان به چهاردسته¬ تقسيم نمود:1- محدود يا نامحدود بودن ظرفيت باتري فرستنده 2-اضافه شدن داده¬هاي جديد به بافر فرستنده در طول عمليات انتقال،يا در دسترس بودن همه داده¬ها در فرستنده قبل از شروع عمليات انتقال 3-وجود يا عدم وجود قيد كيفيت سرويس 4-پيوسته يا گسسته بودن نرخ انتقال.دو نوع مهم از قيد كيفيت سرويس،قيد بافر و قيد مهلت مي-باشند. در قيد بافر، ظرفيت بافر داده فرستنده محدود به βمي¬باشد و فرستنده مي‌تواند حداكثرβبيت را در خود ذخيره كند و در قيد مهلت، فرستنده ملزم است كه بعضي از بسته¬هاي موجود در بافر را، حداكثر تا يك زمان مشخص به گيرنده ارسال نمايد. در تحقيقات اخير، اين دو مساله بهينه¬سازي به صورت كامل براي شبكه¬هاي نقطه به نقطه مورد تحليل قرار گرفته¬اند.با اين حال در شبكه¬هاي پخشي، تاكنون روشي براي تحليل اين دو مساله كه در آن قيد كيفيت سرويس و يا قيد گسسته بودن نرخ انتقال وجود دارد، ارائه نشده است. در اين پايان¬نامه مساله حداقل كردن زمان تكميل انتقال در يك شبكه پخشي دو كاربره در نظر گرفته مي¬شود كه در آن قيد كيفيت سرويس از نوع قيد مهلت وجود داشته باشد.براي حل اين مساله، ابتدا دوگان مساله توسعه¬يافته، يعني مساله حداكثر كردن گذردهي براي مساله توسعه¬يافته در نظر گرفته شده و حل مي¬شود. مساله توسعه¬يافته همان مساله اصلي است با اين تفاوت كه بعضي از قيدهاي مساله اصلي در آن وجود ندارد. سپسبااستفاده از نتايج مساله دوگان، مساله توسعه يافته حل مي¬شود.در ادامهحل مساله توسعه¬يافته طوري تغيير داده مي¬شود تا همه قيدهاي مساله اصلي ارضا شود. سرانجام با اعمال بهينه¬سازي محلي روي حل به دست آمده، حل بهينه مساله اصلي به دست مي¬آيد.در حل بهينه مساله اصلي، يك يا چند سطح توان جداكننده وجود دارد به طوري كه اگر توان كل كمتر از اين سطح باشد،همه توان كل به كاربر قويداده مي¬شود و اگر توان كل بيشتر از اين سطح باشد، به كاربر قوي توان جداكننده و به كاربر ضعيف اختلاف توان كل و جداكننده داده مي¬شود.كاربر قوي كاربري است كه داراي نسبت سيگنال به نويز بيشتري باشد. واژه¬هاي كليدي:سيستم¬هاي با قابليت كسب انرژي،سيستم¬هاي پخشي،قيد كيفيت سرويس،بهينه¬سازي