جابجايي زماني: يك تكنيك براي همزيستي قابل اعتماد شبكه¬هاي اينترنت اشيا مبتني بر TSCH

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

افزايش استفاده از دستگاه¬هاي اينترنت اشيا سبب افزايش تعداد شبكه¬هايي مي¬گردد كه از باند آزاد 4/2 گيگاهرتز براي ارسال و دريافت¬هاي خود استفاده مي¬كنند. اين مسئله مي¬تواند زمينه تجربه تداخلات ناشي از همزيستي شبكه¬ها و در نتيجه آن تنزل عملكرد را براي شبكه¬ها فراهم كند. حالت زمانبندي با پرش فركانسي TSCHبه عنوان يكي از حالت¬هاي عملكردي دسترسي به رسانه تكنولوژي IEEE802.15.4 ، معرفي شد تا قابليت اعتماد شبكه¬هاي اينترنت اشيا را هنگاميكه دستخوش همزيستي شدند، تضمين كند. اين تكنولوژي از پرش فركانسي به عنوان يك راهبرد محافظتي در برابر تلفات طولاني¬مدت بسته¬ها كه ناشي از تداخلات است، استفاده مي¬كند. اما زمانيكه چندين شبكه¬ي TSCH مستقل همزيستي دارند، آن¬ها در معرض تداخلات يكديگر قرار دارند و بدترين حالات سناريوهاي همزيستي را تجربه مي¬كنند. در اين پژوهش ما تكنيكي را كه جابجايي زماني ناميده مي¬شود را پيشنهاد مي¬دهيم تا قابليت اعتماد شبكه¬هاي همزيست مبتني بر TSCH را ايمن كنيم. تكنيك جابجايي زماني زمانبندي گره¬ها ي درون شبكه¬هاي مبتني بر TSCH را بصورت همگام و دوره¬اي تغيير مي¬دهد تا از سناريوهاي بدترين حالت و تصادم¬هاي پيوسته طولاني مدت دوري كند. در اين تكنيك، گره¬ها با كمك يك جدول جابجايي زماني يكسان، مرزهاي شيارهاي زماني خود را به صورت متناوب، تغيير مي¬دهند. در مواقعي كه شبكه¬هاي همزيست از كانال¬هاي يكسان براي برقراري ارتباط استفاده مي¬كنند، جابه¬جايي شيارهاي زماني، ارسال هاي همزمان در شبكه¬ها را كاهش دهد و از رخداد تصادم¬هاي پياپي جلوگيري كند. برخلاف راهكار پرش فركانسي، جابجايي زماني هيچگونه محدوديتي در چگونگي انتخاب پارامترهاي شبكه به كاربر تحميل نمي¬كند. همچنين اجرا نمودن اين تكنيك زماني ساده است و هيجگونه سربار ارتباطي يا سربار محاسباتي براي گره¬هايي كه محدوديت تواني و حافظه¬اي دارند، ندارد. در اين پژوهش ما با استفاده از شبيه¬ساز شبكه¬هاي همزيست مبتني بر TSCH توسعه داده شده در متلب و سيستم عامل Contiki، تكنيك جابجايي زماني را اعمال و مورد بررسي قرار داديم. نتايج حاصل از شبيه¬سازي¬هاي انجام شده نشان مي¬دهد كه اين تكنيك زماني سناريوهاي بدترين حالت كه در آن شبكه¬ها براي مدت طولاني مدت تصادم¬هاي پيوسته دارند را بصورت موثري كاهش مي¬دهد و سبب افزايش قابليت اعتماد مي¬گردد و همچنين با نگه داشتن نرخ عدم تصادم در يك رنج مشخص و بالا، قابليت پيش¬بيني را ارتقا مي¬دهد.

216548

مخابرات

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد جواد اميدي، فروغ السادات طباطبا