طراحی میان لایه ای برای شبکه های بیسیم به منظور بهبود کارایی شبکه

توان مصرفی همواره یکی از مهمترین منابع در شبکه های بیسیم به شمار می رود زیرا بیسیم بودن نقاط شبکه ایجاب می کند که از یک منبع توان سیار به همراه خود بهره ببرند که قدرت و زمان عملکرد محدودی خواهد داشت. بنابراین مدیریت توان برای کاهش توان مصرفی و افزایش کارایی و عمر شبکه های بیسیم از موضوعات کلیدی این حیطه است. از طرف دیگر استفاده بهینه از منابع توان موجود سبب می شود تا بتوان در مقابل شرایط مخرب محیط انتقال، عملکرد بهتری را بدست آورد. علاوه بر مدیریت منابع توان، انتخاب صحیح نقاط برای تشکیل مسیر میان مبدأ و مقصد نیز از اهمیت فراوانی در بکارگیری شبکه های بیسیم چندگامی برخوردار است. انتخاب صحیح نقاط یا بعبارت دیگر مسیریابی مناسب نیز می تواند در افزایش بازده شبکه و مصرف بهینه ی توان موثر باشد. اگرچه مسئله ی مسیریابی و تخصیص توان بهینه در برخی کارهای میان لایه ای مورد توجه قرار گرفته اند اما تا کنون هیچیک به بررسی توأم این دو مسئله در شبکه های چندگامی در حالت کلی نپرداخته اند و تنها در مورد شبکه های مبتنی بر کدگشایی و ارسال مقاله ای در این زمینه اخیرا منتشر شده که به آن اشاره خواهیم نمود. در این پروژه به بررسی شبکه های رله ی بیسیم چندگامی پرداخته و با تعریف مسئله ی میان لایه ای مسیریابی و تخصیص توان به صورت توأم برای دو استراتژی معمول تقویت و ارسال و کدگشایی و ارسال، به ارائه ی راهکارهایی بهینه پرداخته ایم. در مورد استراتژی تقویت و ارسال تابع هدف را در بهینه سازی، نسبت سیگنال به نویز دریافتی در گره مقصد در نظر گرفتیم و ضمن در نظر گرفتن فرض های ساده کننده به ارائه الگوریتمی زیر بهینه برای مسئله ی مسیریابی و تخصیص توان توأم پرداختیم. تابع هدف در شبکه-های مبتنی بر کدگشایی و ارسال را ماکزیمم اطلاعات متقابل میان منبع و مقصد در نظر گرفتیم که از آن به ظرفیت متقابل میان منبع و مقصد یاد می شود، با تبدیل مسئله به دو زیر مسئله ی مجزا ضمن حفظ بهینه بودن حل، به ارائه راهکار مسیریابی و تخصیص توان بهینه پرداختیم. حل های ارائه شده برای مسئله ی مسیریابی و تخصیص توان توأم یک طراحی میان لایه-ای است که در آن لایه های فیزیکی و شبکه با فراهم آوردن بازخوردهایی برای یکدیگر، امکان انجام بهتر وظایف خود را فراهم می کنند که در نتیجه سبب بهبود کارایی کل شبکه خواهد شد. شبیه سازی های انجام شده بهبود قابل توجهی را نسبت به روش های دیگر نشان می دهند تا آنجا که در اغلب شبیه سازی ها بهره ی توان حاصل نسبت به سایر روش ها بسیار بیشتر از دو می باشد.