بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های حسگر …

شکل۲-۳: روشهای مدولاسیون در سیستمهای فراپهنباند [۱]

شکل پالسهای دیگری همانند پالسهای هرمیتی[۲۳]، لژاندری[۲۴] و غیره نیز در مخابرات فراپهنباند استفاده میشوند، که هریک مزایای مخصوص به خود را دارند [۳] .
۶٫۲ ساختار لایهها در شبکههای اقتضایی
همانطور که در شکل ۳-۱ نشان داده شده است، همانند هر شبکهی دیگری، شبکههای اقتضایی نیز از لایههایی تشکیل شدهاند. هر شبکه اقتضایی به ۵ لایهی فیزیکی[۲۵]، پیوند داده[۲۶]، شبکه[۲۷]، انتقال[۲۸] و کاربرد[۲۹] تقسیمبندی میشود. لایهی فیزیکی انتقال بیتها از طریق کانال مخابراتی را به عهده دارد. لایهی پیوند داده که زیر لایهی MAC نیز جزیی از آن میباشد، وظایف زیر را بهعهده دارد:
رفع خطاهای فیزیکی
کنترل دسترسی به کانال مشترک (MAC)
فریمبندی دادهها
انتقال مطمئن داده از طریق محیط انتقال
هماهنگی بین سرعت گیرنده و فرستنده (سنکرون کردن گیرنده و فرستنده)
بعد از آن لایه شبکه میباشد که از جمله وظایف آن میتوان به کنترل عملکرد زیر شبکهها، مسیریابی، کنترل گلوگاهها، کیفیت سرویسدهی اشاره کرد. در لایهی انتقال، دادهها برای استفاده در لایههای پایینتر شکسته شده و همچنین یک کنترل خطا در این لایه بر روی دادهها اعمال میشود. در بالاترین لایه که لایهی کاربرد است، مجموعهی از پروتکلها و برنامهها، طرح ریزی و پیادهسازی میشوند [۶] .
 
شکل۲‑۴: معماری لایهها در شبکههای اقتضایی[۶]
لایهی شبکه در این نوع تقریبا عملکرد مشابهی با شبکههای دیگر دارد، بنابراین سعی میشود به بررسی لایهی پیوند پرداخته شود.
تبادل اطلاعات در مورد همسایهها و توپولوژی اطراف هر گره در لایهی پیوند داده و مسیریابی در لایهی شبکه انجام میپذیرد. کنترل دسترسی به کانال مشترک در زیر لایهی MAC از لایه پیوند داده انجام میشود. با توجه به اهمیت زیر لایهی MAC (در برخی موارد آن را لایهی MAC نیز مینامند)، به صورت مجزا به بررسی آن در شبکههای اقتضایی فراپهنباند پرداخته میشود.
زیر لایهی M A C در شبکههای بیسیم اقتضایی فراپهنباند
گروه IEEE TG802.15.3a دو طرح برای لایهی MAC شبکههای اقتضایی بیسیم فراپهنباند پیشنهاد میدهد، که عبارتند از DS-UWB[30] (که پیشگامان آن شرکتهای موتورولا[۳۱] و فریاسکیل[۳۲] میباشند) و [۳۳]MBOA (با پیشگامی شرکت اینتل). تفاوت این دو طرح در پشتیبانی از بعضی سرعتها میباشد.
DS-UWB برای مخابراهی دادهها در سرعتهای ۲۸، ۵۵، ۱۱۰، ۲۲۰، ۵۰۰، ۶۶۰ و ۱۳۲۰ مگابیت در ثانیه و MBOA برای مخابرهی دادهها در سرعتهای ۵۵، ۱۱۰، ۲۰۰، ۴۰۰ و ۴۸۰ مگابیت در ثانیه طراحی شدهاند[۱] .
طرح پیشنهادی توسط MBOA برپایهی MB-OFDM[34] میباشد. در MB-OFDM پهنایباند مورد استفاده در سیگنالهای فراپهنباند (۳٫۱-۱۰٫۶ GHz) به ۱۳ باند ۵۲۸ مگاهرتزی تقسیم میشود. این باندها نیز در چهار گروه مختلف تقسیم میشوند که عبارتند از: گروه A (باند ۳-۱) ، گروه B (باند ۵-۴) ، گروه C(باند ۹-۶) و گروه D (باند ۱۳-۱۰)[۳] .
برای استفاده از منابع، باید طراحی لایهی MAC به گونهای باشد که از خواص منحصربفرد سیگنالهای فراپهنباند استفاده کند و بتواند محدودیتهای زیر را در طراحی خود لحاظ کند:
توان ارسال پایین برای رعایت کردن توان تشعشعی ایزوتروپیک موثر مجاز تعیین شده توسط FCC و افزایش طول عمر باتری دستگاهها.
بنابراین باید مکانیزمی برای کارا کردن توان مصرفی در لایهی MAC وجود داشته باشد.
مدت زمانی که تاثیر سیگنال فراپهنباند در کانال باقی میماند و آن را میتوان از کانال استخراج کرد (زمان اکتساب[۳۵]) بسیار بیشتر از سیگنالهای باریکباند باشد.
پس هنگامیکه نرخ ارسال اطلاعات زیاد باشد، ممکن است بخش عمدهای از زمانیکه گیرنده صرف دریافت اطلاعات میکند به زمان اکتساب اختصاص داده شود که باعث کاهش بازده سیستم فراپهنباند میشود. در شکل ۳-۲ پاسخ ضربهی کانال به یک پالس فراپهنباند نشان داده شدهاست. همانطور که در شکل مشخص است، اثر پالس تقریبا به اندازهی ۱۵۰ ns باقی ماندهاست در حالیکه عرض پالس در حدود چند نانوثانیه بیشتر نمیباشد.
به دلیل قابلیت مکانیابی دقیق سیستمهای فراپهنباند با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مکانیابی، لایهی MAC باید بتواند مسیریابی و کنترل توان را بهبود بخشد.
 
شکل۲‑ ۵: (a) پاسخ ضربهی مدل کانال برای IEEE 802.15.3a CH3 محور عمودی دامنهی کانال میباشد، (b) تابع خودهمبستگی پاسخ ضربهی کانال  [۳]
 
مدل کانال IEEE UWB
در گروه IEEE 802.15.3a مدل کانال چند مسیرهای برای سیگنالهای فراپهنباند ارایه دادهاند. در این مدل المانهای چند مسیره در گروههایی بنام خوشه[۳۶] با توزیع پوآسون[۳۷] وارد گیرنده میشوند. هر

این مطلب را هم بخوانید :  دسترسی به منابع مقالات : بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های ...

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  jemo.ir  مراجعه نمایید.

مسیر در هر خوشه نیز خود به صورت توزیع پوآسون وارد گیرنده میشود. پاسخ ضربهی کانال به شکل زیر تعریف میگردد [۷]و[۸]: