E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Αρχική Συλλογές Τύπος Εργασίας Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Τρέχουσα Εγγραφή: 4900 από 6549

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000376419

Τίτλος

Performance Issues of Network - Level Cooperation with Multiple - Relays

Άλλος τίτλος

Θέματα απόδοσης συνεργασίας σε επίπεδο δικτύου με πολλαπλούς αναμεταδότες

Συγγραφέας

Παπαδημητρίου, Γεώργιος Απόστολος

Σύμβουλος διατριβής

Τραγανίτης, Απόστολος

Περίληψη

Οι συνεργατικές επικοινωνίες είναι ευρέως γνωστό ότι μπορούν να προσφέρουν υψηλότερους ρυθμούς διαμεταγωγής και αξιοπιστία σε ένα ασύρματο δίκτυο με χρονικά μεταβαλλόμενα κανάλια, λόγω της δυνατότητας να αντιμετωπίζουν προβλήματα σκίασης και εξασθένισης του σήματος. Μολονότι τα περισσότερα οφέλη επιτυγχάνονται μέχρι τώρα με τεχνικές συνεργασίας που αφορούν το φυσικό επίπεδο, πρόσφατες έρευνες υποδηλώνουν ότι παρόμοια οφέλη μπορούν να επιτευχθούν με συνεργασία σε επίπεδο δικτύου. Με τον όρο συνεργασία σε επίπεδο δικτύου αναφερόμαστε σε απλή αναμετάδοση χωρίς να λαμβάνουμε υπόψη το φυσικό επίπεδο. Στο πρώτο μέρος της παρούσας διατριβής παρέχουμε το υπόβαθρο για το κανάλι αναμετάδοσης το οποίο είναι το βασικό μοντέλο των συνεργατικών επικοινωνιών. Παρουσιάζουμε τις θεμελιώδεις αρχιτεκτονικές, τα πρωτόκολλα αναμετάδοσης και πολλαπλής πρόσβασης στο μέσο και αναφέρουμε πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των συστημάτων συνεργασίας. Επίσης, παρουσιάζουμε τους διάφορους συμβιβασμούς που είναι αναγκαίοι σε πολλές περιπτώσεις και παρέχουμε σενάρια εφαρμογής μαζί με την τυποποίηση νέων τεχνολογιών που χρησιμοποιούν συνεργατικές επικοινωνίες. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, μελετάμε τις επιπτώσεις της εισαγωγής ενός δεύτερου κόμβου αναμετάδοσης σε ένα δίκτυο στο οποίο οι κόμβοι αναμετάδοσης αναμεταδίδουν τα πακέτα ενός αριθμού χρηστών προς έναν κόμβο προορισμού. Θεωρούμε ένα σύστημα διακριτού χρόνου με χρονοσχισμές στο οποίο οι χρήστες έχουν κεκορεσμένες ουρές πακέτων και τυχαία πρόσβαση στο ασύρματο κανάλι. Οι δύο αναμεταδότες δεν έχουν δικά τους πακέτα και απλά βοηθούν τους χρήστες με το να αναμεταδίδουν τα πακέτα τους όταν αυτό είναι απαραίτητο. Ταυτόχρονη προσπάθεια μετάδοσης από δύο ή περισσότερους κόμβους του δικτύου έχει ως αποτέλεσμα τη σύγκρουση και απώλεια των πακέτων. Μελετούμε την ευστάθεια των δύο ουρών των αναμεταδοτών και βρίσκουμε αναλυτικές εκφράσεις για το ρυθμό άφιξης και εξυπηρέτησής τους για την ευστάθεια. Αποδεικνύουμε ότι η πιθανότητα του ενός αναμεταδότη να προσπαθήσει να μεταδώσει ένα πακέτο δεν εξαρτάται από την πιθανότητα μετάδοσης του άλλου αναμεταδότη όταν οι ουρές είναι ευσταθείς. Ακόμη, παρουσιάζουμε μία τοπολογία του συστήματος με δύο αναμεταδότες στην οποία οι χρήστες διαχωρίζονται σε δύο ομάδες και μελετούμε τις επιπτώσεις της όσον αφορά στο ρυθμό διαμεταγωγής ανά χρήστη και το συνολικό ρυθμό. Ακόμη, παρατηρούμε ότι η είσοδος ενός δεύτερου αναμεταδότη στο σύστημα γενικά δεν προσφέρει υψηλότερο συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής σε σύγκριση με συστήματα με έναν ή κανέναν αναμεταδότη, αλλά όταν οι χρήστες είναι χωρισμένοι σε δύο ομάδες και σε κάθε ομάδα αντιστοιχεί ο ένας αναμεταδότης παρέχονται σημαντικά οφέλη. Επίσης, υπάρχει ένας συγκεκριμένος αριθμός χρηστών ο οποίος μεγιστοποιεί το συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής του δικτύου όταν οι χρήστες είναι χωρισμένοι σε δύο ομάδες. Τα αποτελέσματα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να κατανείμουμε τους χρήστες στους διαθέσιμους αναμεταδότες, για παράδειγμα σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας ή σε δίκτυα αισθητήρων. Τέλος, στο τρίτο μέρος μελετάμε ένα παρόμοιο μοντέλο με αυτό του δευτέρου μέρους, με δύο αναμεταδότες οι οποίοι αναμεταδίδουν τα πακέτα ενός αριθμού χρηστών σε έναν κόμβο προορισμού, με τη βασική διαφορά ότι οι αναμεταδότες και ο τελικός προορισμός είναι εξοπλισμένοι με ανιχνευτές πολλαπλών χρηστών, έτσι ώστε να μπορούν να αποκωδικοποιήσουν πακέτα από περισσότερους από έναν πομπούς ταυτόχρονα. Μελετούμε δύο εκδοχές του συστήματος με δύο αναμεταδότες, στην πρώτη, σε περίπτωση που και οι δύο αναμεταδότες αποκωδικοποιήσουν επιτυχώς ένα πακέτο από τον ίδιο χρήστη το αποθηκεύουν και οι δύο και το αναμεταδίδουν και οι δύο στον τελικό προορισμό. Στη δεύτερη εκδοχή για την ίδια περίπτωση, ο αναμεταδότης με τη μικρότερη ουρά αναλαμβάνει να αποθηκεύσει και να αναμεταδώσει το πακέτο. Επίσης, παρουσιάζουμε μία τοπολογία του συστήματος με δύο αναμεταδότες στην οποία οι χρήστες διαχωρίζονται σε δύο ομάδες και τη συγκρίνουμε με τα συστήματα χωρίς, με έναν και με τις δύο εκδοχές με δύο αναμεταδότες, όσον αφορά στο ρυθμό διαμεταγωγής ανά χρήστη και το συνολικό ρυθμό. Όπως και στο δεύτερο μέρος υπάρχει ένας συγκεκριμένος αριθμός χρηστών ο οποίος μεγιστοποιεί το συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής των δικτύων με δύο αναμεταδότες. Με εκτενείς προσομοιώσεις δείχνουμε ότι κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, η χρήση δύο αναμεταδοτών προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά στο ρυθμό διαμεταγωγής ανά χρήστη και το συνολικό ρυθμό σε σύγκριση με τα συστήματα χωρίς και με έναν αναμεταδότη. Επιπλέον, παρουσιάζουμε μία μέθοδο για να επαληθεύσουμε αν οι ουρές των αναμεταδοτών είναι ευσταθείς και για να συγκρίνουμε το μέσο μέγεθος και τη μέση καθυστέρηση ανά πακέτο για όλες τις περιπτώσεις που εξετάζουμε. Καταλήγουμε ότι το σύστημα με δύο αναμεταδότες και τους χρήστες ομαδοποιημένους είναι η πιο ενδεδειγμένη λύση. Τέλος, παρουσιάζουμε τις συνθήκες υπό τις οποίες μία τεχνική ακύρωσης των παρεμβολών μεταξύ των δύο αναμεταδοτών μπορεί να προσφέρει υψηλότερο συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής στο σύστημα και ποια είναι η επίδραση της απόστασης μεταξύ των δύο ομάδων χρηστών στο συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής

Φυσική περιγραφή

vi, 89 σ. : εικ., πίν. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Cooperative Communications

Multiple Relays

Network-Level Cooperation

Stability Region

Περιοχή ευστάθειας

Πολλαπλοί αναμεταδότες

Συνεργασία σε επίπεδο δικτύου