17416

17416

بهينه‌سازي مديريت طيف در شبكه‌هاي موردي راديوشناختي

كارشناسي ارشد

هوش مصنوعي و رباتيك

بهمن ماه 1395

دكتر رضا برنگي

كامپيوتر

چكيده در طي يكصد سال گذشته بيشتر پهناي باند فركانس راديويي در دسترس، به مؤسسات و كاربردهاي خاص واگذار شده و كمبود فراواني در اين زمينه بوجود آمده است. همچنين با توجه به محبوبيت بالاي دستگاه‌هاي بي‌سيم، طيف راديويي به يك كالاي كمياب در بسياري از كشورها بدل گرديده است. راديوشناختي يك فناوري در حال توسعه براساس دسترسي پوياي طيف است. فناوري دسترسي پوياي طيف نقش مهمي در نسل بعدي شبكه‌هاي بي‌سيم موبايل دارد و اين اجازه را مي‌دهد كه طيف به شكل كارآمدتري مورد استفاده قرار گيرد. شبكه راديوشناختي مي‌تواند عملكرد ارتباطات بي‌سيم را از نقطه نظر قابليت اطمينان، مقياس‌ پذيري، پايداري و كارايي طيف بالا ببرد. اين شبكه‌ها مي‌توانند طيف را كنترل كرده و پارامترهاي مخابراتي را بوسيله روش‌هاي هوشمند تغيير دهد. اين تحقيق، به بررسي مسئله مديريت طيف در شبكه‌هاي موردي راديوشناختي به كمك نظريه بازي‌ها مي‌پردازد. از آنجايي كه بهينه كردن استفاده از طيف يك مسئله بهينه‌سازي چند-هدفه است، يك تابع مطلوبيت چند-هدفه و مدل شبكه براي شبكه سلولي ارائه داده ايم كه در اين مدل، به كمك يك الگوريتم بازي غيرهمكارانه، يك طرح تشخيص و تخصيص طيف براي ارتباطات D2D شبكه صورت خواهد گرفت و عملكرد شبكه را با توجه به پارامترهاي كانال بي‌سيم و سيستم(افت مسير، توان ارسالي، شعاع سلولي، ظرفيت سيستم، آستانه تشخيص انرژي و ...) بررسي كرديم. نتايج نشان مي دهد كه الگوريتم پيشنهاد شده تاثير مثبتي در انطباق‌پذيري با شرايط گوناگون دارد و بدين ترتيب كاربران ثانويه قادر به اشتراك گرفتن طيف با عملكردي بهتر در شبكه خواهند بود. واژه‌هاي كليدي: شبكه‌هاي موردي راديوشناختي، مديريت طيف، نظريه بازي‌ها، تخصيص طيف

1396/03/19

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Over the past 100 years, most of the available spectrum has been given to particular institutes and applications. Also, with the rising popularity of wireless devices, spectrum has become scarce in many countries. As an emerging technology based on the dynamic spectrum access, Cognitive Radio has an important role in the next generation wireless networks. It can provide more reliability, scalability and spectrum efficiency. These types of networks can control spectrum and change their parameters using artificial intelligent techniques. This project, investigates the spectrum management problem in CRAHNs using game theory. Since optimizing the spectrum usage is a multi-objective optimization problem, a multi-objective utility function and network model for a cellular network is introduced. Using a non-cooperative game, we provided a solution for channel sensing and allocation in D2D communications. The network performance is analyzed considering wireless channel and system parameters (Path loss, transmission power, cell radius, system capacity, energy detection threshold, …). Results show that the proposed algorithm has a positive impact on adaptability to different conditions and therefore secondary users can use the shared spectrum more efficiently. Keywords: Cognitive Radio Ad hoc networks, Spectrum management, Game Theory, Spectrum Allocation.