زمان بندی در شبکه های مش بی سیم همکار مبتنی بر ieee 802.11 با استفاده از نظریه ی بازی ها

در شبکه های بی سیم مبتنی بر رقابت، کنترلِ نحوه ی دسترسی ایستگاه ها به کانالِ مشترک توسط روش های زمان بندی در زیرلایه ی دسترسی چندگانه به رسانه تعریف می شوند. شبکه های مش بی سیم محلی مبتنی بر ieee 802.11 بوده و هر ایستگاه بی سیم با تنظیم مقدار پنجره رقابت خود، احتمال دسترسی خود به کانال را مشخص می کند. علاوه بر این، انتخاب عامل دیگری به نام حدّ فرصت ارسال (txop)، یک دوره ارسال بدون برخورد و مشاجره را برای ایستگاه ممکن می سازد. اگر حد فرصت ارسال به گونه ای تنظیم شود که فریم های یک ارسالِ انفجاری در تعداد کمتری از دوره های فرصت ارسال سرویس دهی شوند، کارایی کلّ شبکه و همچنین متوسطِ تأخیر، به میزان قابل توجهی بهبود می یابد. اما انتخاب فرصت ارسال طولانی از سوی برخی از کاربران، علاوه بر کاهش کیفیت خدمات دیگران، سبب نقض عدالت نیز می گردد. از این رو هر کاربر بایستی تأثیر انتخاب فرصت ارسال خود بر سایرین را مدّنظر قرار داده و با توجه به میزان ترافیک ورودی، نرخ ارسال و همچنین بازخورد انتخاب های قبلی خود، فرصت ارسال مناسبی را انتخاب نماید. در این راستا، از آن جا که نظریه ی بازی ها ابزاری قوی برای مدل سازی، تحلیل و بهینه سازی محیط های رقابتی با منابع مشترک است، در این پایان نامه، مسئله ی زمان بندی در شبکه های مش مبتنی بر ieee 802.11 در چارچوب نظریه ی بازی ها مورد بررسی قرار می گیرد و بازی هایی برای تنظیم پنجره رقابت و فرصت ارسال بر روی کانال مشترک رادیویی تعریف می شوند. هدف این پژوهش، مدلسازی و تحلیل مسئله با استفاده از نظریه ی بازیها و ارائه ی کنترل توزیع شده بر روی زمان بندی است به گونه ای که بتوان کیفیت خدمات و بهره وری کلّ سیستم را بهبود بخشید. در این بازی ها، با تعریف یک تابع پیامد، هر ایستگاه بی سیم نقش یک بازیکن را بر عهده گرفته و بر اساس نیازمندی های کیفیت خدمات و افزایش بهره وری کانال، استراتژی خود در تنظیم دو پارامتر مذکور را با بیشینه کردن سودمندی، انتخاب می کند. در اوّلین مرحله پنجره رقابت در چارچوب نظریه ی بازی ها تنظیم گردیده و در ادامه، بررسی تعیین اندازه ی فرصت ارسال txop مورد توجه قرار می گیرد. برای این منظور چهار بازی ارائه می گردد. یک بازی برای تعیین اندازه-ی پنجره ی رقابت ( gcw)، دو بازی برای تعیین txop ( gtxop, gdtxop) و یک بازی هم برای تنظیم همزمان پنجره رقابت و txop ( jgtptxop). الگوریتم های ارائه شده، قابلیت اجرا به صورت توزیع شده در سطح شبکه را داشته و با استفاده از روابط تحلیلی و بردار استراتژی دوبعدی (احتمال ارسال، فرصت ارسال) افزایش بهره وری شبکه را به بار می آورند. علاوه بر این، تنظیم فرصت ارسال در یک شبکه همکار (مشارکتی) نیز بررسی شده و با ارائه یک بازی مناسب بهره وری در شبکه ای با دو پرش بهبود می یابد. در نهایت با کمک روش های عددی و همچنین شبیه سازی با نرم افزار آپ نت، الگوریتم های ارائه شده، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج ارزیابی نشان می دهد که روش های پیشنهادی، افزایش قابل توجهی در بهره وری از کانال و حفظ انصاف نسبی بدست می دهند.