دسترسی به طیف به صورت غیرمتمرکز در شبکه های با کاربران دارای اولویت های مختلف مبتنی بر مکانیزم حراج

در سال های اخیر, به دلیل رشد بی سابقه تقاضای استفاده از ارتباطات بی سیم و همچنین محدودیت پهنای باند به عنوان منبع اصلی مورد نیاز, روش هایی به منظور استفاده بهینه از پهنای باند ارائه شده اند. از جمله این روش ها می توان به uwb و رادیوی هوشمند (cognitive radio) اشاره کرد. در این تحقیق, به مطالعه و بررسی رادیوی هوشمند پرداخته می شود. یکی از مباحث مهم در رادیوی هوشمند, به اشتراک گذاشتن طیف, بین کاربران مختلف شبکه, به منظور بیشینه کردن بازده کل شبکه است. از جمله ابزارهای مورد استفاده برای نیل به این منظور, تحلیل ساختارها و طراحی سیستم ها بر اساس نظریه بازی ها (game theory) می باشد. برقراری نوعی عدالت از جمله اهدافی است که همواره در تقسیم یک منبع بین چند خواهان مطرح بوده است. از جمله روش های دسترسی به منبع به صورت غیرمتمرکز, استفاده از یکی از زیرشاخه های علم نظریه بازی ها با نام مکانیزم های حراج می باشد. بدین ترتیب, هر فرد خواهان, با توجه به حد نیاز خود به منبع (در سیستم های مخابراتی از این حد با نام کیفیت سرویس (qos) یاد می شود) هزینه می کند و عدالت به نحوی که برای همه کاربران رضایت بخش باشد, اعمال خواهد شد. در این تحقیق, با استفاده از یکی از روش های مطرح در حراج, کاربران شبکه بی سیم به صورت توزیع شده به طیف دسترسی پیدا می کنند. در ابتدا به بررسی روش های موجود برای پیاده سازی لایه mac برای کاربران شبکه های بی سیم (از جمله wimax و wlan ) پرداخته می شود. سپس, روش های ارائه شده برای حل این مسأله که از نظریه بازی ها بهره برده اند بررسی خواهند شد. در ادامه, الگوریتم ارائه شده تبیین می گردد. این الگوریتم که به صورت توزیع شده و توسط کاربران موجود در شبکه بی سیم اجرا می شود, مبتنی بر تئوری حراج بوده و نحوه دسترسی به طیف را برای دو نوع کاربر موجود در شبکه مشخص می کند. این دو دسته عبارتند از کاربران اصلی که مجوز استفاده از طیف را دارند و کاربران دسته دوم که در صورت عدم تمایل کاربران اصلی به استفاده از طیف و با هماهنگی آن ها - از طریق حراج- اقدام به استفاده از طیف می نمایند. شبیه سازی الگوریتم برای انواع شبکه های بی سیم در محیط مجازی و مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از راه حل بهینه مسأله, مرحله دیگر تحقیق را تشکیل می دهد. برای دستیابی به پاسخ ایده آل از الگوریتم هائی که فرض بر وجود یک واحد مرکزی در شبکه می گذارند - این واحد مرکزی با هزینه بالائی تمامی اطلاعات شبکه را در اختیار دارد - و مسأله تخصیص طیف به کاربران مختلف را به صورت بهینه یا شبه بهینه حل می کنند, بهره برده می شود.