بخشی از مقاله
خلاصه
دگرسپاری1 بین شبکه محلی بیسیم 2و شبکه سلولی3، توسط نودهای ترکیبی که مجهز به دو واسط مختلف میباشند صورت میگیرد، از آنجایی که در شبکه سلولی، آنتن سرویس دهنده در هر سلول خود دارای تعدادی کانال مجازو محدود است و در مواقع شلوغ، آنتن ممکن است کانال خالی برای برقراری سرویس جدید نداشته باشد و کاربرانی که درحال دور شدن از آنتن شبکه محلی بی سیم هستندو درخواست اتصال به شبکه سلولی را دارند از اتصال به این شبکه باز مانند ، از این رو مکالمه نودها درحالت عادی قطع میگردد، اما میتوان با پل زدن از روی کاربران غیر فعالی که درمحدوده ی شبکه ی محلی بیسیم قراردارند، این ارتباط را به صورت بالقوه نگه داری نمود، تا زمانی که درخواست اتصال توسط شبکه سلولی پذیرفته میشود. هدف ما در این پژوهش ارائه یک روش برای بهبود دگرسپاری و کاهش نرخ قطع ارتباط در این گونه شبکه ها میباشد.دراین پژوهش با استفاده از الگوریتم مسیریابی MaxMin انتخاب مفیدترین مسیر رله انجام می-شود.نتایج حاصل ازاین شبیه سازی که با استفاده از Tools متلب صورت گرفته است بیانگر بهبود در کاهش نرخ قطع مکالمه به میزان%70 نسبت به روش های گذشته می باشد.
کلمات کلیدی: دگرسپاری، رله، شبکه محلی بی سیم، نرخ قطع مکالمه
.1 مقدمه
امروزه باتوجه به رشد و گسترش شبکههای ارتباطی بیسیم، ضرورت نیاز به خدمات یکپارچه، مخصوصا در ارتباطات بلادرنگ روزبهروز بیش تر احساس میشود و بایستی امکانی فراهمشود تا بتوان از قطع ارتباط کاربران در محیط شبکه با سرویس دهنده تاحد ممکن ممانعت بعملآورد. شبکه های محلی بیسیم امروزه بهعنوان یکی از پراستفادهترین شبکهها در مکانهای مختلف آموزشی،تجاری،عمومی وغیره بخش مهمی از زندگی جامعه را تشکیل میدهند.این شبکههای هرکدام باتوجه به وسعت محدوده تحت پوشش تعدادی از کاربران را سرویس میدهند. ایننوع کاربران تا زمانی که در محدوده شبکه محلی بیسیم قراردارند تماس صوتی خود را آغاز کرده و ادامه خواهندداد اما بهمحض خروج از شبکه محلی بیسیم، بلافاصله با اتصال به شبکه سلولی ،ادامه مکالمه درون شبکه سلولی اتفاق خواهد افتاد و خاتمه خواهدیافت.اما همیشه این-گونه نخواهد بود و ممکن است شبکه سلولی کانال خالی جهت تخصیص اضافه به این نوع کاربران نداشتهباشد دراین صورت مکالمه قطع خواهدشد وکاربران از ادامه تماس بازخواهندماند.
اما دراین حالت نیزمیتوان تماس را با استفاده ازسرویس کاربران غیرفعال بصورت بالقوه حفظ کرد. این راهحل درواقع ورود به حوزه تکنیکی به نام دگرسپاری می-باشد.مفهوم دگرسپاری انتقال ارتباط از یک سرویسدهنده به سرویسدهنده دیگر برای حفظ ارتباط است، یعنی گره نیازمند ارتباط میتواند گره ای را پیداکند که با پل زدن از روی آن به سرویسدهنده شبکه محلی بیسیم برای مدت محدودی، متصلگردد بدون آن که قطع تماسی رخدهد.[1] ازجمله مباحث چالش برانگیزدراینجا می توان به مسائلی از قبیل تشخیص زمان دقیق دگرسپاری ، چگونگی کاهش میزان دگرسپاری های غیرضروری اشاره کرد. دراین پژوهش سعی براین است که با استفاده ازبکارگیری روشهای مناسب، کارایی را نسبت به روشهای گذشته تا حدودی بهبود داد. از ابتدای قرن بیستویکم تاکنون تلاشهای مضاعفی برای موضوع و چالشهای این پژوهش صورت گرفتهاست،اما گستردگی موضوع و چالش های آن بهحدی است که تاکنون پاسخ مناسب و کلی برای این چالشها ارائه نشدهاست بهمنظور حصول نتایج بهتر در این زمینه از روشهای گوناگونی در پژوهشهای مختلف استفاده شدهاست . از مهمترین پژوهشهایی که در این زمینه بسیار راهگشا بودهاند،میتوان به پژوهش خدیوی و همکاران،اشاره نمود که با استفاده از یک روش دگرسپاری دوگامه 1 و چندگامه2 احتمال نرخ رهاسازی را با صرفنظر از تعداد کانالهای رزرو شده بهبود میدهد و تاحدودی چهارچوب اولیهای برای پژوهشهای بعدی به وجود آورد.[2] همچنین پژوهشهای دیگر - ازهری و همکاران، - 2009
که محدودیتها و چالشهای موجود در محیط مذکور را کالبد شکافی میکند.[3]یکی دیگر از چالشهایی که در دو دهه اخیر بوجود آمده است ، فقدان منابع برروی شبکههای بیسیم میباشد که بوسیله چالشهای رادیو شناختی مورد ارزیابی قرار-گرفته است، در این پژوهش با استفاده ازراه حل به اشتراکگذاری پهنای باند رله، هر نود RS3 پهنای باند خود را مانند یک AP به اشتراک می گذارد و از تکنیک بخشبندی زمان برای سرویس دادن به نودهای سیار استفاده میکند.[4]در پژوهشی دیگر پیشنهاد شدهاست باانجام عملیات دگرسپاری تا دو سطح رله و سربار عملیاتی قابل قبول مسیر دگرسپاری مشخص شود و با کشف هوشمند یک کانال خالی و بهترین انتخاب رله جهت دگرسپاری با استفاده از روش Min Max صورت میگیرد.[5]در پژوهش دیگری به بیان روشی برای انجام عمل دگرسپاری با غلبه برکمبود زمان مورد نیاز برای این عملیات پرداخته است.[6]با اینکه پژوهشهای مختلفی در این زمینه استفاده شدهاست اما علیرغم پژوهشهای صورت-گرفته هنوز هم به کارایی حداکثر دست نیافتهایم، لذا این حوزه، زمینه مناسبی برای پژوهش و یافتن کاستیها و ارائهی روشهای کاراتر میباشد، چرا که ارائه روشهای بهتر و کارآمد منجر به بهره برداری بالای منابع و افزایش رضایتمندی کاربران میشود.درادامه در بخش دوم این مقاله به مروری از کارهای انجام شده دراین رابطه پرداختهخواهدشدودر بخش سوم روش پیشنهادی بصورت مفصل شرح داده می شود، سپس در بخش چهارم پیاده سازی روش پیشنهادی و مقایسات صورت گرفته با روش های گذشته و در نهایت دربخش پنجم این مقاله نتیجهگیری کلی و کارهای آینده آورده خواهدشد.
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
در حالیکه چالش های دیگردگرسپاری مانند تاخیر، شفافیت، و گم شدن بستهها جالب هستند،اما کاهش احتمال نرخ قطع مکالمه جنبه مهم دیگری از دگرسپاری عمودی است که بسیارنیازمندتوجه دراین حوزه میباشد.بایستی توجه کرد که راه حلهای پیشنهادشده تابحال ، برای مشکل دگرسپاری زمانی کاربرددارند که دگرسپاری به انجام برسد، اما تلاش در جهت کاهش قطع ارتباط درحین عملیات دگرسپاری نیزفرایندی بسیارمهم وقابل توجه است.[2]همانطوریکه میدانیم درهندافهای عمودی7 درمعماری ارتباط ضعیف انتقال از مرکز 1WLAN به پوشش سلولی به قدری تند و ناگهانی اتفاق میافتد که منجر به افت غیر قابل قبول نرخ تماس خواهد شد، بنابراین به منظور فراهمکردن دستورالعملهایی برای مشخص کردن زمان شروع دگرسپاری از طریق محرک، خدیوی وهمکاران در [6] پیشنهاد استفاده کردن از یک تریگر نود در دگرسپاری برای کاهش نرخ قطع را داشتهاند، این نود تریگرهایی تولید میکندکه نشاندهنده شروع فرایند دگرسپاری میباشد.یکی دیگر ازمشکلات شبکه های محلی بیسیم زمانی رخ میدهد که WLAN دارای محدودهی وسیعی بوده و از طرفی، ایستگاه سیارفعال باید بتواند لینک خود را برای مدت طولانیتری درون WLAN با مقادیرقدرت سیگنال دریافتی نزدیک به پایینترین مقدارممکن - آستانه - نگهدارد امابه علت ظرفیت محدوددرشبکه های محلی بیسیم،انجام این عملکرد سخت و مشکل میباشد، بنابراین در این پژوهش با استفاده ازالگوریتم نرخ داده محدودشده - 2 LDU - این محدودیت به صورت موقت ،تا زمانیکه 3VHO بتواند درون WLAN با موفقیت انجام شود،حفظ خواهد شد، هدف الگوریتم LDU کمک کردن به ایستگاه سیار درحفظ کردن لینک خود درونWLAN با مقادیرسیگنال دریافتی کم تر از آستانه برای یک دوره ی زمانی محدود است به طوریکه دگرسپاری عمودی بتواند با موفقیت انجام شود.[7]
یکی دیگرازچالش های مهم در دگرسپاری عمودی زمانی رخ خواهد دادکه کاربران درحال حرکت به مرز محدوده تحت پوشش شبکه محلی بیسیم می-رسند و مقدار سیگنال دریافتی آنهابه کمتر از مقدارممکن خواهد رسید، دراین صورت ادامه ارتباط با سرویسدهنده شبکه محلی بیسیم بصورت مستقیم امکان پذیرنخواهدبود و بلافاصله درخواست اتصال به شبکه سلولی رخ میدهد،اما چنانچه شبکه سلولی نیزاین درخواست راردکند درنهایت ودرحالت عادی این تماس قطع خواهد شد. اما بااستفاده از روشی بنام TARHO امکان ادامه تماس بصورت بالقوه وجود خواهد داشت،به این صورت که ازکاربران غیرفعالی که در محدوده شبکه محلی بیسیم قراردارند میتوان به عنوان یک پل ارتباطی یاایستگاه رله استفاده کرد،تازمانیکه عملیات دگرسپاری باموفقیت درون شبکه سلولی خاتمه یابد. [2] همانگونه در شکل - 1 - مشاهده میشود، درقسمت - الف - نودMS از WLAN جاری خود سرویس می گیرداما به علت تحرک و دور شدن از سرویس دهندهبهخارج ازمحدوده تحت پوشش خواهدرسیدو درنهایت در قسمت - ب - با استفاده از الگوریتم TARHO به روش رله یابی تک گامه توانسته است مجددا با سرویس دهنده جاری بصورت موقت متصلگردد.
