تحلیل کیفیت خدمات در شبکه های بی سیم منطقه ای مبتنی بر رادیو شناختگر ieee 802.22

در بررسی هایی که توسط سازمان fcc در سال های 2001 تا 2004 میلادی در ایالات متحده آمریکا انجام شد، مشخص گردید که میزان بهره وری فرکانس های uhf/vhf بسیار پایین است. همچنین با ممنوع شدن ارسال آنالوگ در این فرکانس ها در آمریکا از سال 2009 میزان بهره وری این فرکانس باز هم پایین تر آمده است. بر این اساس ieee در سال 2004 اقدام به ایجاد گروهی، به منظور بررسی امکان ایجاد « شبکه های بی سیم مبتنی بر رادیو شناختگر» در این فرکانس ها با هدف بالا بردن میزان بهره وری آنها نمود. این گروه در سال 2009، استاندارد 802.22 wran را برای استاندارد سازی به ieee ارایه نمود. بررسی های دقیق تر در ساختار این شبکه نشان می دهد با آنکه در ساختار لایه های phy وmac در این استاندارد شبکه تغییراتی برای تطبیق با مفهوم رادیو شناختگر داده شده است، ولی این استاندارد شبکه از مفهوم رادیو شناختگر همچنان فاصله زیادی دارد و در واقع همچنان بسیاری از مفاهیم رادیو شناختگر در آن پیاده سازی نشده است (مانند مفهوم تعامل لایه های مختلف با یکدیگر) و بسیاری از مفاهیم در قسمت های مختلف، از سایر استانداردهای موجود بخصوص وایمکس به ارث رسیده است. این ساختارها با وجود آنکه در استانداردهای اصلی خود پذیرفته شده و عملیاتی شده اند(با وجود تمامی کارآمدی ها و ناکارآمدی هایی که ممکن است ایجاد کرده باشند)، اما در این استاندارد شبکه، با توجه به تغییر مفاهیم بنیادی شبکه در آن، میزان کارایی آن را می توان با تردید مورد بررسی قرار داد. همان طور که به اختصار گفته شد این استاندارد بسیاری از ویژگی های خود را از تکنولوژی وایمکس به ارث برده است. به همین دلیل بحث کیفیت خدمات در این شبکه ها نیز به مانند شبکه های wimax است که در آن کیفیت خدمات براساس خدمات دهی به جریان تعریف می گردد و 4 سطح از خدمات برای برنامه های کاربردی در نظر گرفته شده است. یکی از مباحث مهم در کیفیت خدمات کلاس های کیفیت خدمات نحوه انتخاب و تخصیص کانال است. با توجه هدف گذاری استاندارد 802.22 برای استفاده از بحث رادیو شناختگر که انتخاب کانال مطلوب خود یکی از اساسی ترین اصول آن است اهمیت انتخاب کانال مطلوب در این استاندارد دو چندان است. در این پایان نامه ما تلاش نموده ایم ساختارهای این استاندارد را براساس نظریه صف و زنجیره مارکوف که پایه های هرگونه ارزیابی کارایی در شبکه هستند مدلسازی و تحلیل نماییم. در این فرآیند ما دو ساختار مهم موجود برای انتخاب کانال مناسب در این شبکه که از اصول اولیه در شبکه های رادیو شناختگر هستند را مورد بررسی ، مدلسازی و تحلیل قرار داده ایم. در این پایان نامه ما نحوه انتخاب کانال تعریف شده در استاندارد 802.22 را براساس نظریه صف و ارایه یک زنجیره مارکوف مدل سازی نماییم . در فرآیند مدل سازی کلاس های در نظر گرفته شده در این استاندارد به عنوان وضعیت کانال (که به نوعی نشان دهنده اولویت آن کانال است) را به عنوان یک وضعیت در زنجیره مارکوف خود در نظر گرفته و براساس آن یک مارتریس انتقال به دست آورده که با داشتن اطلاعات این ماتریس (که به روش های مختلف می توان آن را به دست آورد و یا محاسبه نمود) می توان نقطه پایداری شبکه را در منطقه ای خاص تحلیل نمود. همچنین در این پایان نامه ما با توجه به امکان انتخاب مدلاسیون و کدینگ های مختلف در این استاندارد اعداد به دست آمده از تحلیل خود را براساس نظریه صف و زنجیره مارکوف برای کیفیت خدمات در این استاندارد با توجه به کدینگ . مدولاسیون های مختلف ارایه داده و با تعدادی فرض مناسب به رابطه ای برای تعیین وضعیت شبکه دست یافته ایم.