Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Mahdavi
مهدی مهدوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Bayat
علی بیات

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Design and Analysis of QoS-Provisioning Algorithms for VoIP Users in a Distributed Cognitive Radio Network
Wherever human beings face scarcity of resources, they look either for another new resource or for new solutions to increase the utilization of the current resources. The idea of dynamic spectrum access in today’s world of wireless communication, where this world-spread resource is being under-utilized, is thoroughly sensible to let the resource be utilized more efficiently. The software-defined radio development has made the design and implementation of cognitive radios possible. A cognitive radio has the ability to sense the radio spectrum in order to find spectrum gaps and exploit them to send its own data so opportunistically that it does not disturb the communication of the licensed users (primary users) with each other. The emergence of cognitive radio brings with itself many challenges. Obtaining the best method of sensing the radio spectrum at the physical layer (PHY) and proposing the most efficient channel allocation algorithms at MAC layer to guarantee a high level of QoS for cognitive radio users (secondary users) are some of these challenges. In this thesis, after studying a variety of cognitive radio MAC protocols and the way of allocating channels in them an efficient channel allocation algorithm for secondary users having VoIP traffic will be proposed. To the best of our knowledge, the channel allocation algorithms proposed in the recent research have not take into account the channel quality concerning the way of allocating available channels to VoIP-traffic secondary users. The network model in this thesis is a distributed network of unlicensed users having VoIP traffic. In this way, after declaring, analyzing and simulating several channel allocation algorithms for slotted cognitive radio networks with constant transmission capacity and variable transmission capacity an efficient queue-based algorithm for the constant transmission capacity network and an efficient queue-based channel-quality-aware algorithm for the variable transmission capacity networks will be proposed. In the latter, the queue status of the secondary users and the quality of the channel would be considered in addition to the variable behaviour of primary users in occupying their channels. By applying these two efficient algorithms in the constant transmission capacity and variable transmission capacity networks respectively, the QoS will be provisioned to a proper certain level for the secondary users carrying VoIP traffic. At the end, the performance of these algorithms in a cognitive radio network will be proved and observed by calculating the mean packet loss rate, which is a key performance measure for the VoIP services
در هر جایی که بشر با کمبود منابع روبرو می‌شود یا به دنبال یافتن یک منبع جدید دیگر می‌رود و یا دنبال راهکارهایی جدید برای هر چه بالاتر بردن بهره‌وری منبع کنونی می‌گردد. ایده دسترسی پویا به طیف رادیویی در دنیای مخابرات امروز که بهره‌وری منبع طیف مخابراتی بی‌سیم در آن بسیار پایین است به منظور هر چه بهینه‌تر استفاده کردن از این منبع، امری کاملاً معقول است. امروزه با پیشـرفت فن آوری در هر دو زمینه سخت‌افزار و نرم‌افزار امکان نیل به این مهم با بهره‌گیری از اصول ریخته شده در زمینه رادیوهای نرم‌افزاری برای پیاده‌سازی و ساخت رادیوی شناختگر میسر گشته است. رادیوی شناختگر توانایی پویش طیف رادیویی برای یافتن فرصت‌طلبانه کانال‌های خالی برای ارسال اطلاعات خود به گونه‌ای که ارتباط کاربران قانونی طیف (کاربران اولیه) را دچار اشکال نکند، دارا می‌باشد. ظهور رادیوی شناختگر مانند هر پدیده نوظهور دیگری با خود چالش‌هایی را به همراه می‌آورد. از جمله این چالش‌ها یافتن نحوه پویش مؤثر طیف رادیویی در لایه فیزیکی(PHY) و مدیریت و تخصیص کانال‌های خالی با نوشتن الگوریتم‌های بهینه در لایه کنترل دسترسی به رسانه (MAC) برای هر چه بالاتر بردن سطح کیفیت سرویس برای کاربران رادیو شناختگر (کاربران ثانویه) می‌باشد. در این پایان‌نامه پس از بررسی پروتکل‌های MAC مختلف و نحوه تخصیص کانال در این پروتکل‌ها یک الگوریتم تخصیص کارآمد مختص کاربران دارای ترافیک VoIP ارائه می‌گردد. تا حد اطلاع ما الگوریتم های تخصیص کانال ارائه شده در تحقیقات قبلی وضعیت کانال را در نحوه تخصیص کانال به کاربران ثانویه دارای ترافیک VoIP در نظر نگرفته اند. مدل شبکه در این پایان‌نامه شبکه‌ای گسترده از کاربران بدون مجوز (کاربران ثانویه) با ترافیک VoIP می باشد. در این راستا پس از معرفی، تحلیل و شبیه سازی چندین الگوریتم تخصیص کانال برای شبکه های شناختگر شیاربندی شده با ظرفیت ارسال ثابت و ارسال متغیر در نهایت یک الگوریتم کارآمد مبتنی بر وضعیت صف بافر کاربران ثانویه برای شبکه های با ظرفیت ارسال ثابت و یک الگوریتم کارآمد مبتنی بر وضعیت صف بافر کاربران ثانویه و آگاه از کیفیت کانال برای شبکه های با ظرفیت ارسال متغیر ارائه می گردد. در واقع در الگوریتم اخیر علاوه بر رفتار متغیر کاربران اصلی در نحوه اشغال کانال ها، وضعیت صف کاربران ثانویه و وضعیت کیفیت کانال نیز در استراتژی تخصیص کانال درنظر گرفته شده است. با اجرای این الگوریتم های کارآمد برای دو نوع شبکه با ظرفیت ارسال ثابت و ظرفیت ارسال متغیر کیفیت سرویس (QoS) به نحو مطلوبی برای کاربران ثانویه دارای ترافیک VoIP فراهم می آید. در نهایت عملکرد این الگوریتم ها در شبکه رادیو شناختگر، با استخراج نرخ متوسط زوال بسته که از کلیدی‌ترین شاخص‌ها در مورد ترافیک VoIP است، بر روی منحنی های شبیه سازی مشاهده و اثبات می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی