ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تحسين إنتاجية النقل الموثوق في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات باستخدام النافذة المنزلقة و إعادة الإرسال السريع مع ترميز الشبكة الخطي العشوائي

Improving the throughput of reliable transfer in multi hop wireless networks using sliding window and fast retransmit with random linear network coding

1185   1   64   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يعد ترميز الشبكة الخطي العشوائي أحد الحلول الواعدة لتحقيق وثوقية النقل في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، حيث يعمل على تصحيح ضياع الرزم في الوسط من خلال الاستمرار في إرسال الرزم المرمزة من كل مقطع إلى حين الحصول على إشعار باستلام العدد المطلوب من هذه الرزم و اللازم لفك الترميز. و لكن بسبب طبيعة الوسط اللاسلكي و النقل متعدد القفزات، قد يحصل ضياع أو تأخير لهذا الإشعار، مما يسبب إرسال فائض من الرزم و حصول تأخير زمني لإرسال المقاطع التالية، فيقلل بالنتيجة من إنتاجية هذه الشبكات. سنقدم في هذا البحث آلية إرسال مقترحة للنقل الموثوق في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات تعتمد على استخدام مفهومي النافذة المنزلقة و إعادة الإرسال السريع مع ترميز الشبكة الخطي العشوائي، من أجل إرسال رزم المقاطع المتلاحقة بتدفق مستمر محدد و التصحيح السريع للضياع في هذه المقاطع. و قد بينت نتائج المحاكاة أن الآلية المقترحة تخفض التأخير الزمني لعملية الإرسال و تزيد من إنتاجية النقل لهذه الشبكات.


ملخص البحث
يستعرض البحث آلية جديدة لتحسين وثوقية النقل في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات باستخدام ترميز الشبكة الخطي العشوائي (RLNC) مع مفهومي النافذة المنزلقة وإعادة الإرسال السريع. يهدف البحث إلى معالجة مشكلة ضياع الرزم وتأخير الإشعارات في الشبكات اللاسلكية، مما يؤدي إلى إرسال فائض من الرزم وتأخير زمني. تعتمد الآلية المقترحة على إرسال رزم مرمزة من كل مقطع حتى استلام العدد المطلوب من الرزم، مع استخدام النافذة المنزلقة لإرسال المقاطع المتلاحقة بشكل مستمر وإعادة الإرسال السريع لتصحيح الضياع. أظهرت نتائج المحاكاة أن الآلية المقترحة تقلل من التأخير الزمني وتزيد من إنتاجية النقل مقارنة بالآليات التقليدية. تم اختبار الآلية في حالات مختلفة لعدد القفزات ونسبة الضياع، وأظهرت النتائج تحسينًا في الأداء بنسبة تتراوح بين 9% و 20%.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يقدم البحث حلاً مبتكراً لمشكلة وثوقية النقل في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، ويعتمد على مفاهيم متقدمة مثل ترميز الشبكة الخطي العشوائي والنافذة المنزلقة. ومع ذلك، يمكن القول أن البحث يفتقر إلى دراسة تأثير الآلية المقترحة في بيئات حقيقية ومعقدة، حيث قد تواجه الشبكات اللاسلكية تحديات إضافية مثل التداخل والتشويش. كما أن البحث لم يتناول بشكل كافٍ تأثير العوامل البيئية والمادية على أداء الآلية المقترحة. يمكن أن تكون هناك حاجة لإجراء تجارب ميدانية واختبارات عملية لتأكيد فعالية الآلية في ظروف متنوعة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي المشكلة الرئيسية التي يعالجها البحث؟

    البحث يعالج مشكلة ضياع الرزم وتأخير الإشعارات في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، مما يؤدي إلى إرسال فائض من الرزم وتأخير زمني يقلل من إنتاجية الشبكة.

  2. ما هي الآلية المقترحة في البحث لتحسين وثوقية النقل؟

    الآلية المقترحة تعتمد على استخدام ترميز الشبكة الخطي العشوائي مع مفهومي النافذة المنزلقة وإعادة الإرسال السريع لإرسال رزم مرمزة من كل مقطع حتى استلام العدد المطلوب من الرزم، مع تصحيح سريع للضياع.

  3. ما هي النتائج التي توصل إليها البحث من خلال المحاكاة؟

    أظهرت نتائج المحاكاة أن الآلية المقترحة تقلل من التأخير الزمني وتزيد من إنتاجية النقل في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات مقارنة بالآليات التقليدية.

  4. ما هي التوصيات المستقبلية التي يقترحها البحث؟

    البحث يقترح دراسة أداء الآلية المقترحة في تطبيقات الزمن الحقيقي في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، وكذلك دراسة تطبيقها في شبكات الحساسات اللاسلكية، حيث من المتوقع أن تعمل بفعالية مع الموارد المحدودة لهذه الشبكات.


المراجع المستخدمة
SARKAR, S.K.; BASAVARAJU, T.G.; PUTTAMADAPPA, C. Ad Hoc Mobile Wireless Networks. Principles, Protocols, and Applications. Taylor & Francis Group, 2008, 835
LOYD, D.B; SIVAKUMAR, D. A STUDY ON ADVANCEMENTS OF NETWORK CODING IN WIRELESS MESH NETWORK. International Journal of Science, Technology & Management Volume No 04, Special Issue No. 01, March 2015, 1392- 1400
(KARAFILLIS, P.; FOULI, K.; PARANDEHGHEIBI,A.;MÉDARD, M. An Algorithm for Improving Sliding Window Network Coding in TCP. 47th Annual Conference on Information Sciences and Systems (CISS) (March 2013
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تعاني الشبكات اللاسلكية من الضياع المتكرر للرزم لأسباب عديدة منها التداخلات و التصادم و الخفوت، مما يجعل من الوسط اللاسلكي وسط غير موثوق لنقل البيانات. أبرز طرق ضمان وثوقية النقل عبر هذا الوسط هي باستخدام بروتوكول التحكم بالنقل (TCP) و بروتوكول إعادة الطلب التلقائي (ARQ). مؤخراً وجد ترميز الشبكة كتقنية جديدة تغير من طريقة التوجيه التقليدية (خزن-وَ-وجه) في الشبكات إلى طريقة أكثر ذكاءً و فعالية هي (رمز –وَ-وجه)، مما يسهم في زيادة سعة و إنتاجية النقل لهذه الشبكات. تم في هذا البحث استخدام ترميز الشبكة الخطي العشوائي كتقنية واعدة تهدف إلى تحقيق النقل الموثوق للبيانات في الشبكات اللاسلكية ذات الضياع، و كذلك دراسة التحسين الذي تقدمه لأداء هذه الشبكات بحالتي الإرسال الوحيد و المتعدد. لتقييم فعالية هذه التقنية و مقارنة أدائها مع أداء بروتوكولات النقل الموثوق تم استخدام محاكي الشبكات NS3. و قد بينت نتائج المحاكاة تحقيق ترميز الشبكة الخطي العشوائي عملية النقل الموثوق للبيانات بإنتاجية أكبر و تأخير زمني و عدد عمليات إرسال أقل مقارنة بالبروتوكولين (TCP، ARQ).
تواجه الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات تحديات أساسية أبرزها محدودية عرض الحزمة، ضياع الرزم بسبب مشاكل عديدة في الوسط اللاسلكي و فقد المسارات بسبب الحركة العشوائية و غير المتوقعة للعقد اللاسلكية، مما يقلل من أداء هذه الشبكات. مؤخرًا، استخدم ترميز ا لشبكة كتقنية واعدة تحقق النقل الموثوق للبيانات في الشبكات اللاسلكية بإنتاجية عالية. انطلاقاً من فعالية هذه التقنية و بالاستفادة من المسارات متساوية الكلفة و من الخاصية الإذاعية للوسط اللاسلكي، تم اقتراح آلية إرسال متعددة لترميز الشبكة الخطي العشوائي في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، تعتمد على الإرسال المتعدد للرزم المرمزة على المسارات المتساوية الكلفة.
يعتبر ترميز الشبكة أحد الأبحاث الهامة في مجال الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، و يساهم إلى حد كبير في تحسين أداء هذه الشبكات، إذيستفيد من الطبيعة الإذاعية لعمليات الإرسال في هذه الشبكات لإرسال أكثر من رزمة في إرسال إذاعي واحد، لذا فإنه يحقق استفادة مضاعفة من عرض الحزمة المتوفر، مما يزيد من مردود الشبكة و يقلل من الازدحام. هدفنا في هذا البحث هو التحقق من التحسين الذي يقدمه ترميز الشبكة لأداء شبكات Ad Hoc اللاسلكية متعددة القفزات، و كذلك دراسة تسريع عملية البحث عن فرص الترميز من خلال بناء أرتال افتراضية بحسب مسارات الرزم التي تمر عبر العقد، و تطبيق طريقة فعالة لإدارة هذه الأرتال.
تعتبر عملية تحديد الموضع عملية أساسية في الكثير من تطبيقات الحساسات اللاسلكية كتطبيقات المراقبة البيئية وكشف حرائق الغابات، حيث ترمى الحساسات عشوائيا في الأماكن التي يصعب الوصول اليها، وباعتبار محدودية الحساسات اللاسلكية من حيث الطاقة المتوفرة وقدرة المعالجة تبرز الحاجة إلى خوارزمية غير مكلفة من الناحية المادية ومن ناحية استهلاك الطاقة لتحديد موضع الحساسات.
يزداد انتشار الشبكات اللاسلكية يومًا بعد يوم، و أصبحت معظم الشبكات الحالية لاسلكية نظرًا إلى سهولة تركيبها و عدم حاجتها لبنية تحتية، و هذا لايعني إلغاء دور الشبكات السلكية بل تأتي مكملة لها. و بوجود أنواع الشبكات كّلها ابتدأ من الشبكات الشخصية والمحل ية (PANs and LANs) إلى الشبكات الواسعة (WAN) و لاسيما شبكة الإنترنت، أصبح توجه البحث العلمي اليوم إلى التركيز على تحسين جودة الخدمة فيها (QoS) و التفكير بدمج هذه الشبكات لتتكامل مع شبكة الإنترنت التي تعد العمود الفقري (backbone) لكل شبكة تريد تبادل المعلومات و تشاركها مع غيرها على مستوى العالم. يركز هذا البحث على تحسين جودة الخدمة في الشبكات اللاسلكية عريضة الحزمة (Broadband) التي تغطي المدن و هي WiMax ذات المعيار (IEEE 802.16e) التي تدعم الحركية (mobility) وقد تستخدم هذه الشبكة لربط المناطق البعيدة مع مراكز المدن و تسمى شبكة نقطة لنقطة(Point-to-Point) أو أنها تقوم بتغطية المدن و تسمى شبكة نقطة لعدة نقاط (Point-to-Multipoint) و تستخدم هذه الأخيرة لربط عدة شبكات لاسلكية ولاسيما المحلية ذات البنية التحتية (Wi-Fi: Wireless Fidelity) المكتظة بالمستخدمين و المسماة بالبقع الساخنة (Hotspots) , في حين يطلق على كل خلية من خلايا شبكة WiMax التي تغطي المدن بالمنطقة الساخنة (Hotzone) . قترحنا خلال بحثنا، نموذجًًا لنظام يقوم بموازنة الحمل (معدل النقل data rate ) بين المحطات القاعدية (BSs : Base Stations) لخلايا الشبكة WiMax. و يقصد بذلك تبادل الطرفيات بين المحطات القاعدية المتجاورة بهدف جعل الحمل في كل محطة قاعدية مساويًا لحمل المحطات الأخرى، و بذلك نحسن من أداء الشبكة و نزيد من عرض المجال المتاح لكل طرفية، فضلا عن زيادة عدد المستخدمين (العملاء) الممكن تخديمهم. و هذا النفع يعود على المستخدم من حيث تحسين جودة الخدمة المقدمة إليه من جهة ومن جهة أخرى يزداد ربح مزود الخدمة، ناهيك عن السمعة الجيدة التي ينالها من قبل مستخدميه، الشيء الذي يدفع مزيدًا من المستخدمين للاشتراك في هذه الشبكة دون غيرها. يمكن لنظام موازنة الحمل المقترح أن يكون نظامًا موزعًا يوضع في كل محطة قاعدية، أو نظامًا مركزيًا يوضع فقط في مخدم مركزي مستقل يتصل مع المحطات القاعدية كّلها، و توضع في هذا النظام خوارزمية موازنة الحمل التي تتألف من عدة خطوات ينفذها المتحكم الموجود في النظام المقترح، و يجب أن تكون عملية موازنة الحمل سريعة كفاية و كذلك إجرائية التسليم (Hanover procedure) بين المحطات القاعدية حتى لا تؤثر سلبًا في جودة خدمة العملاء ول اسيما الذين يقومون بتطبيقات زمن حقيقي .
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا