دانلود پروژه:بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های اشتراکی بی سیم

فهرست مطالب:

فصل اول ……………………………………………………………………………….1

1-1       مقدمه 2

1-2       چالش های موجود 4

1-3       انگیزه های پژوهش… 6

1-4       روش تحقیق. 10

1-5       چارچوب کلی پایان نامه 10

فصل دوم ………………………………………………………………………………….  12

2-1       مقدمه 12

2-2       مخابرات بی سیم. 13

2-2-1         آنتن ها 14

2-2-2         کانال های بی سیم. 15

2-3       تکنیک های به اشتراک گذاری منابع. 16

2-4       شبکه های مخابراتی بی سیم AD-HOC. 17

2-5       محدودیت های سخت افزاری در شبکه های AD-HOC. 18

2-6       شبکه سلولی تلفن همراه 20

2-7       پروتکل های مسیریابی در شبکه های بی سیم مخابراتی. 21

2-8       دسترسی چندگانه با قابلیت شنود سیگنال حامل. 22

2-9       ارتباطات بی سیم اشتراکی. 22

2-9-1         گره های رله 24

2-10     روش های بهینه سازی انرژی مصرفی شبکه های بی سیم اشتراکی. 25

2-10-1       الگوریتم بهینه سازی CAN. 26

2-10-2       الگوریتم های بهینه سازی CSP و MPCR. 29

2-10-3       الگوریتم بهینه سازی MFCR ، AFCR و MTCR. 29

2-10-4       الگوریتم بهینه سازی PLCR. 36

2-10-5       قابلیت اطمینان شبکه 40

2-11     برنامه ریزی مرتبه دوم 43

2-11-1       بهینه سازی مصرف انرژی شبکه از طریق برنامه ریزی مرتبه دوم 43

فصل سوم  ………………………………………………………………………………….13

3-1       مقدمه 47

3-2       مدل شبکه 47

3-3       پروتکل بهینه سازی. 51

3-3-1         انرژی مصرفی شبکه 52

3-3-2         شرط قابلیت اطمینان. 53

3-3-3         محدودیت های تاخیر 57

3-4       حل مسئله بهینه سازی. 58

3-5       کنترل کننده ی MPC. 63

3-5-1         مدل پیش بینی. 64

3-5-2         تابع هدف.. 64

3-5-3         بدست آوردن پارامترهای کنترل. 65

3-5-4         استراتژی حل مسائل بهینه سازی از طریق MPC. 65

3-5-5         مدلسازی کانال با استفاده از کنترل پیش بین. 66

3-5-6         کنترل کننده پیش بین تعمیم یافته 68

3-6       بهینه سازی مسئله از طریق برنامه ریزی مرتبه دوم 70

فصل چهارم   ……………………………………………………………………………..76

4-1       مقدمه 77

4-2       شبیه سازی شبکه بدون استفاده از مدل پیش بین. 77

4-3       شبیه سازی شبکه با استفاده از برنامه ریزی مرتبه دوم و مدل پیش بین. 84

4-4       تجزیه و تحلیل نتایج. 90

فصل پنجم ………………………………………………………………………………….92

5-1       جمع بندی. 93

5-2       نتیجه گیری. 94

5-3       پیشنهادات.. 96

مراجع  ………………………………………………………………………………………97

فهرست اشکال:

شکل 1-1. وجه مشترک چالش‌های شبکه‌های اشتراکی بی‌سیم  ……………………………… 6

شکل 1-2. ارسال اشتراکی اطلاعات همراه با احتمال وقوع تداخل ………………………….. 8

شکل 1-3. ارسال اشتراکی اطلاعات بدون احتمال وقوع تداخل………………………………. 9

شکل 2-1 . تصویر شماتیک از یک شبکه سلولی تلفن همراه ………………………………. 20

شکل 2-2. ارتباطات اشتراکی در شبکه‌های مخابراتی اشتراکی ……………………………. 24

شکل 2-3. بهبود ذخیره‌سازی انرژی مصرفی شبکه از طریق افزایش تعداد گره‌های شبکه ………………………………………………………………………………………………. 28

شکل 2-4. ارسال اشتراکی ………………………………………………………………….. 30

شکل 2-5 . الگوریتم MTCR ………………………………………………………………. 34

شکل 2-6. بهبود بازدهی شبکه در الگوریتم AFCR با استفاده از افزایش توان ارسالی ……… 35

شکل 2-7. بهبود بازدهی شبکه در الگوریتم MTCR با استفاده از افزایش  ………………. 35

شکل 2-8 . تعیین گره‌ی مناسب جهت تبادل اطلاعات توسط الگوریتم PLCR …………….. 38

شکل 2-9. رابطه‌ی توان ارسالی و احتمال قطع شدن ارتباط در الگوریتم PLCR ……………. 39

شکل 2-10. رابطه‌ی توان ارسالی و بازدهی طیفی  در الگوریتم PLCR ………………….. 39

شکل 2-11. رابطه‌ی بین تحقق‌پذیری مسیر و توان سیگنال ………………………………….. 42

شکل 3-1. خوشه‌بندی شبکه‌های اشتراکی …………………………………………………. 48

شکل 3-2. زنجیره مارکوف ………………………………………………………………… 54

شکل 3-3. پیاده‌سازی کنترل‌کننده بر روی شبکه …………………………………………… 67

شکل 4-1. تغییرات انرژی مصرفی بر اساس توان دریافتی و ارسالی …………………………. 77

شکل 4-2. نمودار تغییرات انرژی مصرفی شبکه با توجه به تعداد بازه‌های TDMA …………. 78

شکل 4-3. تغییرات انرژی مصرفی شبکه با توجه به تغییرات توان ارسال‌کننده و توان دریافت‌کننده………………………………………………………………………………… 79

شکل 4-4 نمودار تغییرات قابلیت اطمینان شبکه با توجه به تغییرات توان ارسال‌کننده و توان دریافت‌کننده………………………………………………………………………………… 80

شکل 4-5 . نمودار تغییرات قابلیت اطمینان بر اساس افزایش طول دوره‌های CSMA ……….. 81

شکل4-6 . نمودار احتمال تأخیر در انتقال پاکت‌ها بر اساس طول بازه‌ی CSMA …………… 82

شکل 4-7. تغییرات متغیرهای ورودی شبکه جهت بهینه‌سازی عملکرد شبکه ……………….. 84

شکل 4-8 . تغییرات توان مصرفی شبکه باگذشت زمان k …………………………………… 85

شکل 4-9. نمودار تغییرات قابلیت اطمینان شبکه برحسب تغییرات توان ارسال‌کننده‌ها و دریافت‌کننده………………………………………………………………………………… 86

شکل 4-10. نمودار تغییرات قابلیت اطمینان شبکه برحسب تغییرات توان ارسال‌کننده‌ها و دریافت‌کننده‌ها………………………………………………………………………………. 87

شکل 4-11. نمودار تغییرات قابلیت اطمینان شبکه برحسب تغییرات زمانی k ………………… 88

شکل 4-12. نمودار تغییرات احتمال بروز تأخیر بر اساس طول بهینه‌شده‌ی بازه‌های CSMA … 89