2-6-6لایه انتقال………………………………………………….. …………………………………………………………………………                                                                          30
2-6-7لایه کاربرد…………………………………………… …………………………………………………………………………                                                                          31
2-7مدیریت شبکه………………………………………………. …………………………………………………………………………                     32
2-8طراحی بین لایه ای………………………………………. …………………………………………………………………………                     33
2-9 کاربردهای WMN………………………………………. …………………………………………………………………………                     33
2-9-1شبکه‌ی خانگی باند وسیع…………………………………………………………………………          33
2-9-2شبکه کردن اجتماعات و همسایگی ها…………………………………………………………………………                34
2-9-3شبکه کردن شرکت های تجاری…………………………………………………………………………        35
2-9-4شبکه های شهری…………………………………… …………………………………………………………………………                     36
2-9-5سایر شبکه‌ها………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………. 37
2-9-6 چند مثال موردی از شبکه‌های WMN…………………………………………………………………………          38
2-10جمع‌بندی……………………………………………………… …………………………………………………………………………                     39
3-فصل سوم زمان‌بندی متمرکز در شبکه‌های مش بی‌سیم………………………………………………………………………..    41
3-1مقدمه…………………………………………………………… …………………………………………………………………………                     41
3-2لایه فیزیکی استاندارد IEEE 802.16…………………………………………………………………………        42
3-2-1مدولاسیون دیجیتال…………………………………….. …………………………………………………………………………                                                                          46
3-3لایه MAC استاندارد IEEE 802.16…………………………………………………………………………        48
3-3-1 تطبیق لینک…………………………………………….. …………………………………………………………………………                                                                          49
3-4عملکرد مد مش در MAC استاندارد IEEE 802.16……………………………………………………………………..                  50

3-4-1 ساختار فریم در مد مش استاندارد IEEE 802.16…………………………………………………………………….                                                                          51
3-4-2زیرفریم کنترلی………………………………………………. …………………………………………………………………..                                                                                            52
3-4-3زیرفریم دیتا………………………………………………. …………………………………………………………………………                                                                          54
3-4-4نحوه ورود یک گره‌‌‌ به شبکه………………………… …………………………………………………………………………                                                                          56
3-5الگوی زمانبندی مبتنی بر استاندارد IEEE 802.16…………………………………………………………………………        57
3-5-1زمان‌بندی متمرکز…………………………….. ……. …………………………………………………………………………                                                                          59
3-6جمع بندی…………………………………………………………………………………………………………………………………..                  60
4-فصل چهارم مدل، چالش‌ها و روش‌های زمان‌بندی متمرکز در شبکه‌های مش بی‌سیم………………………..                            61
4-1مقدمه…………………………………………………………. …………………………………………………………………………                     61
4-2نیازمند‌های طراحی الگوریتم های زمانبندی…………………………………………………………………………                               62
4-2-1تداخل میان لینکهای بی‌سیم……………………………. …………………………………………………………………………                                                                          62
4-2-2سربار………………………………………………………… …………………………………………………………………………                                                                          64
4-2-3تأخیر………………………………………………………. …………………………………………………………………………                                                                          65
4-2-4استفاده مجدد فرکانسی……………………………… …………………………………………………………………………                                                                          66
4-3دسته‌بندی الگوریتم‌های زمان‌بندی…………………………………………………………………………                               68
4-4معرفی الگوریتم‌های زمان‌بندی با رویکرهای‌مختلف…………………………………………………………………………                  70
4-5نتیجه‌گیری……………………………………………………. …………………………………………………………………………                     76
5-                 فصل پنجم الگوریتم پیشنهادی بر پایه‌ی الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………                                      78
5-1مقدمه…………………………………………………………….. …………………………………………………………………………                     78
5-2الگوریتم ژنتیک…………………………………………… …………………………………………………………………………                     79
5-2-1تاریخچه…………………………………………………….. …………………………………………………………………………                                                                          79
5-2-2ساختار الگوریتم‏های ژنتیكی……………………………………………………………………………………………………… 80
5-2-3عملگرهای الگوریتم ژنتیك…………………….. …………………………………………………………………………                                                                          82
5-2-4کدگذاری و همگرایی الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………                                                             86
5-3الگوریتم پیشنهادی……………………………………… …………………………………………………………………………                     87

5-4شبیه سازی…………………………………………………… …………………………………………………………………………                     96
5-4-1محیط شبیه سازی…………………………. …………………………………………………………………………                                                                          96
5-4-2نتایج حاصل از شبیه‌سازی…………………………….. …………………………………………………………………………                                                                          98
5-5جمع بندی…………………………………………………. ……………………………………………………………………….. 111 Error! Bookmark not defined.
فصل ششم نتیجه‌گیری و پیشنهادات……………………………………………………………………………………………..112
             مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………………………….114
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست اشکال
 
عنوان صفحه
شکل ‏1‑1- شبکه‌ی مش بی‌سیم.. 3
شکل ‏1‑2- انتقال ترافیک SS به BS از طریق رله‌ها.. 4
شکل ‏2‑1- شبکه‌ بی‌سیم مش.. 12
شکل ‏2‑2- کاربران مش (چهار عکس سمت راست) و مسیریاب‌های مش (دو عکس سمت چپ)[3].. 12
شکل ‏2‑3- شبکه مش BWN-Mesh تست شده در دانشگاه جورجیا[3].. 13
شکل ‏2‑4- توپولوژی شبکه نقطه به نقطه[23].. 14
شکل ‏2‑5 توپولوژی شبکه نقطه به چند نقطه[2].. 15
شکل ‏2‑6- توپولوژی شبکه ی مش[2].. 16
شکل ‏2‑7- تقسیم بندی شبکه‌های چند گامی[23].. 16
شکل ‏2‑8- ساختار شبکه مش زیربنایی[22]… 18
شکل ‏2‑9- ساختار WMN کاربران [22].. 19
شکل ‏2‑10- WMN ترکیبی [22]… 20
شکل ‏2‑11 – رادیو شناختگر.. 22
شکل ‏2‑12- مشکل ترمینال مخفی در A و C.. 23
شکل ‏2‑13- WMNها برای شبکه باند گسترده خانگی[22].. 34
شکل ‏2‑14- WMNها برای یک شبکه مجتمع و همسایگی‌ها[22].. 35
شکل ‏2‑15- WMNها برای یک شبکه تجاری[22].. 36
شکل ‏2‑16- WMNها برای یک شبکه MAN[22].. 36
شکل ‏2‑17- WMNها برای سیستم حمل و نقل [22].. 37
شکل ‏2‑18- WMNها برای سیستم اتوماسیون یک ساختمان [22].. 37
شکل ‏2‑19- موقعیت گره‌‌‌های بکار رفته.. 38
شکل ‏3‑1- اینترفیس های فیزیکی مختلف در استاندارد 802.16[36].. 43
شکل ‏3‑2- باندهای فرکانسی در FDM… 44
شکل ‏3‑3 – باندهای فرکانسی در OFDM… 44
شکل ‏3‑4- باندهای فرکانسی در OFDMA.. 45
شکل ‏3‑5- گروه بندی در uplink[36].. 46
شکل ‏3‑6- زنجیره فرستنده و گیرنده در WiMAX[36].. 46

شکل ‏3‑7- مدولاسیون دیجیتال.. 47
شکل ‏3‑8- مدولاسیون BPSK.. 47
شکل ‏3‑9- مدولاسیون QPSK.. 48
شکل ‏3‑10- مدولاسیون 16-QAM… 48
شکل ‏3‑11-تطبیق لینک [37].. 50
شکل ‏3‑12- ساختار عمومی فریم در مد مش IEEE 802.16. 51
شکل ‏3‑13- تخصیص پنجره های خرد در روش پارتیشن کردن.. 55
شکل ‏3‑14-مراحل ورود یک گره‌‌‌ به شبکه[36].. 56
شکل ‏4‑1-انواع تداخل‌های موجود در شبکه‌های بی‌سیم.. 63
شکل ‏4‑2-درخت زمان‌بندی شبکه مش به همراه گراف تداخل.. 64
شکل ‏4‑3- نحوه‌ی محاسبه تأخیر انتها به انتها.. 65
شکل ‏4‑4- زمان‌بندی ارسال نمونه برای 3 گره‌‌‌ با 2 رله.. 66
شکل ‏4‑5- توپولوژی شبکه‌ی مش نمونه با 4 گره‌‌‌ رله.. 66
شکل ‏4‑6-توپولوژی شبکه مش زنجیره‌ای شامل ایستگاه مرکزی و گره‌‌‌های رله   67
شکل ‏4‑7-چهارچوب دسته‌بندی برای بررسی الگوریتم‌های زمان‌بندی.. 68
شکل ‏4‑8- چهارچوب دسته‌بندی برای بررسی الگوریتم‌های زمان‌بندی بر حسب شرایط اولیه.. 68
شکل ‏4‑9- چهارچوب دسته‌بندی برای بررسی الگوریتم‌های زمان‌بندی بر حسب ورودی‌ها.. 69
شکل ‏4‑10- چهارچوب دسته‌بندی برای بررسی الگوریتم‌های زمان‌بندی بر حسب اهداف.. 69
شکل ‏4‑11- چهارچوب دسته‌بندی برای بررسی الگوریتم‌های زمان‌بندی بر روش حل مسئله.. 70
شکل ‏4‑12-مثالی برای نشان دادن مفهوم مقیاس بلوک کردن b(path)=2+4+3+4=13[44].. 74
شکل ‏5‑1- ساختار الگوریتم ژنتیک.. 81
شکل ‏5‑2- نحوه ارزیابی شایستگی در چرخ رولت[80].. 83
شکل ‏5‑3- یک نمونه ترکیب.. 84
شکل ‏5‑4- روش ادغام دونقطه‌ای.. 85
شکل ‏5‑5- مثالی از جهش و نحوه‌ی کارکرد آن.. 86
شکل ‏5‑6- کد برنامه مجازی الگوریتم ژنتیک ساده و فلوچارت آن.. 87
شکل ‏5‑7- توپولوژی شبکه-خطوط ممتد: مسیر ارسال- خط چین بین گره‌‌‌ 2و1 تداخل نوع اول-.. 88
شکل ‏5‑8 – یک کروموزوم برای جواب مسئله شکل (5-7).. 88
شکل ‏5‑9- کروموزومی دیگر برای جواب مسئله شکل (5-7).. 88

یک مطلب دیگر :

شکل ‏5‑10- نمونه‌ای از کروموزوم ناسالم در عمل ترکیب کنترل نشده   89
شکل ‏5‑11- کروموزوم حاصل از عملگر جهش.. 90

شکل ‏5‑12 دیاگرام الگوریتم پیشنهادی.. 91
شکل ‏5‑13- نمایش فضای پویش تک بعدی و دوبعدی.. 92
شکل ‏5‑14- نمایش گسترش شبکه به ترتیب برای افزایش تعداد رله های شبکه از 1 تا 3.. 93
شکل ‏5‑15- نمودار سمت چپ : توپولوژی شبکه سمت راست- : بازدهی الگوریتم ژنتیک در درصد تضمین تاخیر انتها به انتها – آبی: دوبعدی قرمز تک بعدی- مدت زمان شبیه سازی دوبعدی: 6.12 تک بعدی 1.14 (ثانیه)   94
شکل ‏5‑16نمودار سمت چپ : توپولوژی شبکه سمت راست- : بازدهی الگوریتم ژنتیک در درصد تضمین تاخیر انتها به انتها – آبی: دوبعدی قرمز تک بعدی- مدت زمان شبیه سازی دوبعدی: 91.51   تک بعدی: 4.56 (ثانیه)   94
شکل ‏5‑17- نمودار سمت چپ : توپولوژی شبکه سمت راست- : بازدهی الگوریتم ژنتیک در درصد تضمین تاخیر انتها به انتها – آبی: دوبعدی قرمز تک بعدی- مدت زمان شبیه سازی دوبعدی: 321.56 تک بعدی 7.89 (ثانیه)   95
شکل ‏5‑18- مراحل تفسیر کروموزوم تک بعدی.. 96
شکل ‏5‑19 توپولوژی شبکه در سناریو 1- خطوط آبی : مسیر ارسال- خطوطو قرمز: تداخل ارسال.. 99
شکل ‏5‑20 تلاش الگوریتم LA-GA برای یافتن جواب‌های بهتر در سناریو 1   100
شکل ‏5‑21 توپولوژی شبکه در سناریو 2 خطوط آبی : مسیر ارسال- خطوطو قرمز: تداخل ارسال.. 100
شکل ‏5‑22 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط تأخیر مجاز در سناریو 2.. 101
شکل ‏5‑23 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط تأخیر مجاز ارسال در سناریو 2.. 102
شکل ‏5‑24 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 2.. 102
شکل ‏5‑25 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 2.. 103
شکل ‏5‑26 – توپولوژی شبکه در سناریو 3 خطوط آبی : مسیر ارسال- خطوط قرمز: تداخل ارسال.. 103
شکل   ‏5‑27 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط تأخیر مجاز در سناریو 3.. 104
شکل ‏5‑28 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط تأخیر مجاز ارسال در سناریو 3.. 104
شکل ‏5‑29 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 3.. 105
شکل ‏5‑30 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 3.. 105
شکل ‏5‑31- توپولوژی شبکه در سناریو 4 خطوط آبی : مسیر ارسال- خطوط قرمز: تداخل ارسال.. 106
شکل ‏5‑32 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط تأخیر مجاز در سناریو 4.. 106
شکل ‏5‑33 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط تأخیر مجاز ارسال در سناریو 4.. 107
شکل ‏5‑34 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 4.. 107
شکل ‏5‑35 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 4.. 108
شکل ‏5‑36 توپولوژی شبکه در سناریو 5 خطوط آبی : مسیر ارسال- خطوط قرمز: تداخل ارسال.. 109
شکل ‏5‑37 درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط تأخیر مجاز در سناریو 5.. 109
شکل ‏5‑38 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط تأخیر مجاز ارسال در سناریو 5.. 110
شکل ‏5‑39- درصد درخواست با تأخیر انتها به انتهای تضمین شده با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 5.. 110

شکل ‏5‑40 متوسط تأخیر ارسال سایر گره‌‌‌های شبکه با افرایش متوسط پهنای باند در سناریو 5.. 111
فهرست جداول
 
عنوان صفحه
جدول 2-1 مقایسه شبکه‌های مش بی‌سیم و Ad-hoc 21
جدول 3-1 مشخصات فنی اینترفیس های فیزیکی مختلف تعریف شده استاندارد 802.16 43
جدول 3-2 نرخ ارسال دیتا در استاندارد802.16 51
جدول 3-3 تعداد کل سمبل های OFDM در فریم مش با توجه به طول فریم و پهنای باند کانال 54
جدول 4 -1- خلاصه‌ای از روش‌های مختلف زمان‌بندی بر اساس چهارچوب ارائه شده 76
جدول 5-1 مقایسه الگوریتم ژنتیک دوبعدی و تک بعدی در مسئله زمان‌بندی…………………………………………….95
جدول 5‑2 پارامترهای مورد استفاده در شبیه سازی 97
جدول ‏1‑3- پارامترهای مورد استفاده در شبیه سازی (الگوریتم ژنتیک) 98
جدول ‏1‑4-در خواست گره‌‌‌های شبکه-N:شماره گره‌‌‌،B: پهنای باند درخواستی ،D: تأخیر مجاز ارسال 99