روش چندپنجره اي مشاركتي براي سنجش طيف در شبكه هاي حسگر بي سيم شناختگر

دكتري

چكيده امروزه رشد سريع شبكه¬هاي حسگر بي¬سيم در كاربردهاي مختلف تجاري و نظامي، توجه محققان را براي بهبود كارايي اين شبكه¬ها از طريق تلفيق آنها با فن¬آوريهاي مختلف به خود معطوف داشته است. يكي از مهمترين شاخه¬هاي بهبود و توسعه¬ در شبكه¬هاي حسگر بي¬سيم كه به عنوان نسل بعدي اين شبكه¬ها در نظر گرفته مي¬شود، شبكه حسگر بي¬سيم شناختگر (C-WSN) مي¬باشد. اين شبكه¬ها از تلفيق راديو شناختگر (CR) با شبكه¬هاي WSN و براساس دستيابي پويا و فرصت طلبانه به طيفهاي بلااستفاده فعاليت مي¬كنند. بنابراين در اختيار داشتن يك الگوريتم سنجش طيف مناسب و قابل پياده¬سازي روي گره¬هاي داراي محدوديت، به عنوان مسئله تحقيقاتي در شبكه¬هاي C-WSN، مطرح است. روش¬هاي مختلفي براي سنجش طيف در اين شبكه¬ها با تكيه بر ساده بودن و عموما برپايه آشكارساز انرژي پيشنهاد شده¬اند. اين رساله با نقد اين موضوع، صرفا ساده بودن روش را كافي ندانسته و استفاده از روش¬هاي ساده ولي با كارايي پايين را، باعث اتلاف منابع گره¬هاي حسگر دانسته است. بنابراين ضمن ارائه تعريفي جديد از مسئله سنجش طيف در شبكه¬هاي C-WSN، به طراحي مدلي تحت عنوان مدل سنجش طيف متحدانه براي اين شبكه¬ها بجاي مدل سنجش طيف مشاركتي در شبكه¬هاي CR و همچنين ارائه روشي براي سنجش طيف با كارايي بالا براساس اين مدل پرداخته است. همچنين از آنجا كه مجموعه معيارهاي موجود در شبكه¬هاي CR، براي تشخيص اينكه چه روش سنجش طيفي براي يك شبكه با منابع محدود مناسب است، كافي نمي¬باشند، با پيشنهاد و افزودن معيارهايي جديد تحت عنوان معيارهاي امكان¬پذيري به معيارهاي كارايي موجود، كرانهاي متناظر با اين معيارها و روش ارزيابي، بررسي كمّي¬ روش¬هاي سنجش طيف در شبكه¬هاي C-WSNنيز امكان¬پذير شده است. در نهايت براساس معيارها و روش ارزيابي پيشنهادي در رساله، مشاهده مي¬شود كه روش سنجش طيف چندپنجره¬اي متحدانه كه ارائه كرده¬ايم، در شرائط تخصيص ۱ تا ۱۰ درصد حافظه گره به الگوريتم سنجش طيف، بترتيب در ۳۰ تا ۸۰ درصد گره¬هاي حسگر بي¬سيم رايج قابل پياده¬سازي است كه در مقايسه با الگوريتم ساده و با كارايي پايين آشكارساز انرژي با ۲۰ تا ۷۰ درصد امكان پياده¬سازي، حداقل ۱۰ درصد بهتر خواهد بود. ضمنا اين روش با فرض احتمال آشكارسازي PD > %90 تقريبا 14 دسيبل در نسبت سيگنال به نويز لازم براي آشكارسازي، نسبت به روش آشكارساز انرژي صرفه¬جويي كرده و كارايي بالايي خواهد داشت.

192298

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات سيستم

پروفسور وحيد طباطباوكيلي