آقای وحید اسماعیل زاده دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر رضا برنگی  روز یکشنبه مورخ 94/3/3 ساعت 17:30 در دانشکده مهندسی کامپیوتر از رساله دکترای خود تحت عنوان تحلیل و مدلسازی کارایی لایه انتقال در شبکه های حسگر رادیوی شناختی دفاع خواهند نمود

چکیده

امروزه پژوهش و استفاده از فناوری رادیوی شناختی جهت افزایش بهره‎‌وری استفاده از طیف فرکانسی در شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم فراگیر شده است. ویژگی‌های خاص رادیوی شناختی، کارایی پروتکل‌های لایه‌ انتقال در شبکه‌های حس‌گر رادیوی شناختی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. تحلیل و مدل‌سازی کارایی پروتکل‌های لایه انتقال شبکه‌های حس‌گر رادیوی شناختی می‌تواند برای مهیا ساختن کیفیت سرویس کاربردهای مختلفی نظیر کاربردهای بی‌درنگ قابل اطمینان مثمر ثمر واقع شود.با توجه به نبود چارچوب شبیه‌سازی مناسب در حوزه شبکه‌های رادیوی شناختی، در این رساله، یک چارچوب شبیه‌سازی برای شبکه‌های رادیوی شناختی تحت عنوان CogNS مبتنی بر NS2 ارائه شده است.در این رساله، مدل‌سازی کارایی لایه انتقال شبکه‌های حس‌گر رادیوی شناختی با تمرکز بر روی مکانیزم‌های کنترل ازدحام مبتنی بر نرخ صورت گرفته است. ضمانت کارایی مکانیزم‌های کنترل ازدحام در قالب حد تاخیر اتفاقی و حد پس‌افت اتفاقی در شبکه‌های حس‌گر رادیوی شناختی می‌تواند برای ارائه کیفیت سرویس در کاربردهای مختلف مفید باشد. مبتنی بر تئوری حسابان شبکه اتفاقی، حدود تاخیر و حدود پس‌افت اتفاقی مکانیزمهای‌ کنترل ازدحام مبتنی بر نرخ مدل شده است. مدل‌سازی حدود تاخیر و پس‌افت اتفاقی مکانیزم‌های کنترل ازدحام مبتنی بر توزیع احتمالاتی نرخ ارسال تنظیمی گره‌های رادیوی شناختی مبدا صورت گرفته است. بنابراین، نیاز به مدل‌کردن توزیع حالت پایدار نرخ ارسال گره‌های حس‌گر رادیوی شناختی مبدا وجود دارد که با استفاده از یک زنجیره شبه مارکوف مبتنی بر طول صف گره‌ها به عنوان معیار سنجش ازدحام، انجام شده است. توزیع حالت پایدار طول صف گره‌ها توسط یک زنجیره مارکوف گسسته در زمان با فرض کلی در رابطه با توزیع نرخ ورودی و خروجی گره‌ها مدل شده است. توابع چگالی احتمال نرخ‌های ورودی و خروجی گره‌ها مبتنی بر مدل‌سازی سربار تاخیر لایه MAC محاسبه شده است.بررسی بهینگی مکانیزم‌های کنترل ازدحام در شبکه‌های حس‌گر رادیوی شناختی می‌تواند به هدف برقراری اهداف کیفیت سرویس صورت گیرد. در این رساله مبتنی بر مدل توزیع حالت پایدار نرخ ارسالی گره‌های مبدا ارائه شده، بهینگی مکانیزم‌های کنترل ازدحام مبتنی بر نرخ AIMD و AIAD به هدف بیشینه کردن معیار تعریف شده نسبت نرخ ارسال-ازدحام (RCR}) مورد بررسی قرار گرفته است. تمامی مدل‌های ارائه شده در رساله توسط شبیه‌سازی مبتنی بر NS2 و چارچوب شبیه‌سازی CogNS مورد صحت‌سنجی و تایید قرار گرفته است.

  Cognitive radio technology has been used to efficiently utilize the spectrum in wireless sensor networks. Unique features of cognitive radio (such as spectrum sensing and variation of available bandwidth due to the activity of primary users) affect the performance of transport layer protocols in cognitive radio sensor networks. Performance analysis and modeling of transport layer protocols can be fruitful in order to provide quality of service for real-time and reliable applications. Little effort has been made to propose a simulation framework for CRNs that can be used to investigate and verify the analytical models. In this thesis, a simulation framework based on NS2 (CogNS) for cognitive radio networks has been proposed. The performance modeling of transport layer protocols is performed by concentrating on rate-based congestion control schemes, i.e., generic AIMD and generic AIAD. Performance guarantees for congestion control schemes in CRSNs can be helpful in order to satisfy the QoS in different applications. In this thesis, the stochastic backlog and delay bounds of rate-based congestion control scheme have been modeled based on stochastic network calculus (SNC). The modeling of backlog and delay bounds has been done based on the steady-state distribution of adjusted sending rate in congestion control schemes. Hence, the evolution process of sending rate has been modeled by a semi-Markov chain (SMC) in the terms of queue length. We have modeled the queue length distribution of a CR node by a discrete time Markov chain (DTMC) with assuming the general probability density functions (PDFs) of input rate and attainable output rate of the node. These PDFs have been derived based on the proposed delay overhead model of MAC layer. Investigating on the optimality of congestion control schemes is crucial in order to provide the quality of service (QoS) for various applications in CRSNs. The optimality of generic AIMD and AIAD, based on the proposed models of steady-state sending rate distribution, has been analyzed in order to maximize the defined rate-congestion ratio (RCR). All proposed models have been verified through extensive simulation based on NS2 and CogNS simulation framework.

  ارائه­ دهنده:

 وحید اسماعیل زاده

رشته مهندسی کامپیوتر-گرایش معماری کامپیوتر 

  استاد راهنما:

  دکتر رضا برنگی

  هیات داوران:

 دکتر احمد خونساری ،دکتر بهزاد اکبری

  دکتر محمود فتحی ،دکترسید وحید ازهری

  زمان : یکشنبه سوم خرداد ‏ماه 1394

  ساعت 17:30

  مکان: دانشکده مهندسی کامپیوتر- طبقه دوم- اتاق دفاعیه دکتری

  دانشکده مهندسی کامپیوتر مدیریت تحصیلات تکمیلی