دانلود ترجمه مقاله مدیریت یکپارچه هندآف در شبکه های Ad hoc سیار رادیویی شناختی (آی تریپل ای 2013)

مدیریت یکپارچه هندآف در شبکه های Ad hoc سیار رادیویی شناختی

Integrated Handoff Management in Cognitive Radio Mobile Ad hoc Networks

چکیده

1 مقدمه

2 آثار مرتبط

3 چارچوب مدیریت هندآف یکپارچه

4 ارزیابی عملکرد

5 نتیجه‌گیری

منابع

چکیده

     این مقاله، طرح مدیریت هندآف  یکپارچه کنش‌گرا (IHM) را در شبکه‌های ادهاک متحرک رادیوشناختی (CR-MANETs) از طریق یک مسیر رسمی، معرفی می‌کند. این طرح، فعالیت کاربر اولیه (PU)، تحرک کاربر ثانویه (SU) و ناهمگنی کانال را در تصمیم هندآف طیف، درنظر می‌گیرد. برای کاهش تأخیر هندآف، آستانه‌های هندآف استفاده می‌شوند. زمانی که به دلیل تحرک کاربر ثانویه نمی‌توان هندآف طیف را انجام داد، یک هندآف جریان محلی (LFH) انجام می‌شود تا بتوان گره‌ای در مجاورت لینکی که احتمال قطع دارد پیدا کرد که جریان داده‌ها به این گره منتقل می‌شود. طرح مدیریت هندآف یکپارچه کنشگرای پیشنهادی، دسترس‌پذیری لینک شناختی را پیش‌بینی می‌کند و برای اینکه حداکثر زمان دسترس‌پذیری لینک را تخمین بزند تداخل با کاربرهای اولیه را درنظر می‌گیرد. سپس، از این زمان دسترس‌پذیری در طرح تخصیص کانال استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که احتمال حفظ این مسیر با استفاده از LFH افزایش می‌یابد. همچنین ثابت می‌شود که تعداد هندآف‌های موردنیاز در استفاده از طرح مدیریت هندآف یکپارچه کنشگرای پیشنهادی، بطور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

2- آثار مرتبط

     سانگ و شی [4،5] بر اساس آمار مصرف مشاهده‌شده کانال ، یک پیکربندی هندآف طیف کنش‌گرا را پیشنهاد کردند. مسائل هماهنگ‌سازی شبکه و میعادگاه ، در این طرح هندآف طیف بدون استفاده از یک کانال کنترل مشترک حل می‌شود. دوان و لی یک راهبرد هندآف طیف را پیشنهاد کردند که در آن، باند طیفی بهینه با درنظر گرفتن زمان ارسال تخمینی، احتمال حضور کاربر اولیه و زمان دسترس‌پذیری طیف براساس یک معیار مخابره ترکیبی ، انتخاب شده است [6]. با این‌حال، پارامترهای ناهمگونی کانال در هندآف طیف درنظر گرفته نمی‌شوند. مرجع [7] پیشگام مدیریت هندآف در CR-MANET بود. عوامل و انواع تحرک در این اثر ذکر شدند که مدیریت هندآف یکپارچه را در CR-MANET ضروری می‌سازد. این مؤلفین همچنین یک مدل مفهومی را برای مدیریت هندآف یکپارچه (IHM) پیشنهاد کردند. مؤلفین [8]، دسترس‌پذیری باندهای طیف را در CR-MANETs قاعده‌مند می‌کند. آنها، اثرات رویدادهای مختلف را روی دسترس‌پذیری حفره‌های طیفی در شبکه‌های ادهاک متحرک رادیوشناختی (CR-MANET) با استفاده از یک مدل تحلیلی، یکپارچه می‌سازند. هرچند [7،8]، مدیریت هندآف یکپارچه را در CR-MANETs معرفی کردند، اما این مفهوم را به کار نبستند. بنابراین، یک چارچوب باید برای مدیریت هندآف یکپارچه در CR-MANETs معرفی شود. در این مقاله، طرح مدیریت هندآف یکپارچه پیشنهاد می‌شود. در بخش بعد، طرح مدیریت هندآف یکپارچه پیشنهادی، توضیح داده می‌شود.

3- چارچوب مدیریت هندآف یکپارچه

     طرح مدیریت هندآف یکپارچه به رویدادهای غیرقابل‌پیش‌بینی وفق داده می‌شود و راجع به انتقال داده‌ی کاربر ثانویه بدون ایجاد هیچ‌گونه تداخل با کاربرهای اولیه، تصمیم می‌گیرد ضمن اینکه اتصال نقطه‌ به نقطه را حفظ می‌کند. طرح مدیریت هندآف یکپارچه پیشنهادی مجهز به یک الگوریتم است تا باندهای طیفی مناسب را بر اساس کیفیت‌های کانال، تحرک طیف و گره، شناسایی کند.

الف- توصیف سیستم

     کاربر ثانویه با ویژگی‌های سیگنال‌دهی کانال کنترل مشترک (CCC) چندرادیویی و چندکاناله تجهیز می‌شود. هر کاربر ثانویه دو رابط کاربری دارد. یکی از آنها، روی کانال کنترل مشترک (CCC) تنظیم می‌شود تا اتصال شبکه را حفظ کند. به اندازه‌ی L نوع کانال متفاوت در یک شبکه PU (کاربر اولیه) ناهمگن وجود دارند. حداکثر تعداد کانال‌هایی که در یک زمان توسط SU (کاربر ثانویه) قابل دسترس است، C است. تعداد C کانال را می‌توان توسط مجموعه‌ی ، تعریف کرد که متعلق به شبکه کاربر اولیه است. این کانال‌ها منطبق با برد انتقال متفاوت خود از جمله عدد اصلی مجموعه به L نوع دسته‌بندی می‌شود. کانال‌هایی که بردهای انتقال متفاوت دارند متعلق به مجموعه‌های متفاوتی از انباره‌های طیفی هستند. مجموعه هر نوع را می‌توان با نشان داد که در آن l={1,2,…,L}، ، و است. بسته به فعالیت‌های کاربر اولیه، هر کاربر ثانویه می‌تواند در هر موقعیتی تا C کانال دسترسی داشته باشد. برد انتقال کانال‌های نوع Tl، Rl است؛ با درنظر گرفتن دسته‌بندی برد انتقال کانال، ناهمگونی کانال مدلسازی می‌شود. با توجه به یک زوج از کاربرهای ثانویه واجد شرایط فرستندگی-گیرندگی که با استفاده از یک کانال نوع Tl مخابره می‌کنند و فاصله میان آنها کمتر از Rl است، زمانی که کاربران ثانویه حرکت می‌کنند و فاصله میان آنها متجاوز از Rl می‌شود، گره فرستنده، باید کانال را تغییر داده و کانال دیگری را انتخاب کند. در این مورد، برد انتقال کانال موردنیاز باید طولانی‌تر از Rl باشد. در برخی موارد، فاصله میان دو گره مخابره کننده در یک هاب متعلق به یک مسیر فعال، از یک آستانه مشخص تجاوز می‌کند و هندآف به دلیل برد محدود انتقال کانال، کارآمد نیست. در این موارد، گره دارای قطعی لینک، جریان داده‌ها را به گره مناسب دیگری منتقل می‌کند. همچنین به اندازه L نوع کاربر اولیه وجود دارد؛ هریک از آنها می‌تواند به تنهایی روی یک کانال از نوع l کار کند. به مجرد اینکه یک کاربر اولیه از نوع l فعال شود و هیچ کانال غیرفعالی از نوع l وجود نداشته باشد، همانند موردی که یک کاربر ثانویه یک کانال از نوع l را اشغال می‌کند، کاربر ثانویه باید کانال را تخلیه کرده و آن را به کاربر اولیه واگذار کند. مدیریت هندآف یکپارچه، تمام انواع هندآف فوق‌الذکر را درنظر می‌گیرد.