Μελέτη πρωτοκόλλων δρομολόγησης εφαρμοσμένων σε γνωστικά δίκτυα.

Abstract

Τα γνωσιακά δίκτυα (Cognitive Radio Networks - CRNs) είναι δίκτυα επόμενης γενιάς τα όποια εξασφαλίζουν βελτιωμένη επικοινωνία και δυναμική χρήση του αδειοδοτημένου φάσματος. Είναι έξυπνα συστήματα τα οποία μπορούν να αντιλαμβάνονται τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος και να προσαρμόζουν κατάλληλα τις δικές τους παραμέτρους. Τα CRNs βρίσκονται στο επίκεντρο των ερευνών και των εξελίξεων ως η τεχνολογία που επιτρέπει την πρόσβαση στα επικαλούμενα TV White Spaces (TVWS), τα οποία είναι μεγάλα τμήματα του φάσματος στον χώρο των Ultra High Frequency/ Very High Frequency (UHF/VHF), τα οποία καθίστανται διαθέσιμα κατά γεωγραφική βάση, μετά την επιβαλλόμενη ψηφιακή μετάβαση. Την χρήση αυτής της μπάντας συχνοτήτων μας την επιτρέπει η επέλαση της ψηφιακής τηλεόρασης και η ελευθέρωση δεσμευμένων συχνοτήτων λόγω αναλογικής μετάδοσης. Τα ad hoc δίκτυα έχουν την δυνατότητα να δημιουργούνται δυναμικά και αυτόνομα χωρίς να χρειάζονται την παρουσία άλλων ενεργών και μη ενεργών δικτυακών συσκευών. Είναι τα δίκτυα τα οποία μεταβάλλουν την τοπολογία τους καθώς νέοι κόμβοι μπαίνουν σ’ αυτό ή αποχωρούν κάποιοι άλλοι. Για να είναι δυνατή η επικοινωνία μεταξύ κόμβων σε αυτά τα δίκτυα υπάρχουν τα κατάλληλα πρωτόκολλα που έχουν δημιουργηθεί, υλοποιηθεί και προταθεί. Σκοπός λοιπόν της πτυχιακής αυτής είναι η μελέτη των πρωτοκόλλων δρομολόγησης σε cognitive radio ad hoc networks κάνοντας χρήση των TVWS. Προτείνεται μια νέα προσέγγιση δρομολόγησης δίνοντας λύση στην επικοινωνία μεταξύ ετερογενών δικτύων. Πιο αναλυτικά, γίνεται μια εισαγωγή στα CR, τα TVWS στα ad hoc δίκτυα και στους αλγόριθμους δρομολόγησης όπου είναι βασισμένα τα πρωτόκολλα δρομολόγησης. Έπειτα παρουσιάζονται αναλυτικά τα πιο διαδεδομένα, σύμφωνα με την βιβλιογραφία, πρωτόκολλα δρομολόγησης στα cognitive radio ad hoc networks. Στη συνέχεια ακολουθεί η προτεινόμενη προσέγγιση του πρωτοκόλλου δρομολόγησης για τις τηλεοπτικές συχνότητες, το οποίο είναι βασισμένο στον αλγόριθμο AODV και αποσκοπεί στη βέλτιστη επικοινωνία των κόμβων. Τέλος, αναγράφονται τα συμπεράσματα της μελέτης των πρωτοκόλλων και η μελλοντική έρευνα στο προτεινόμενο πρωτόκολλο και τα cognitive radio ad hoc networks.

The cognitive networks (Cognitive Radio Networks - CRNs) are next-generation networks that provide improved communications and dynamic use of licensed spectrum. It's smart systems that can perceive the characteristics of the environment and adapt its own parameters. The CRNs are the focus of research and developments in technology that allows access to the invoking of TV White Spaces (TVWS), which are large parts of the spectrum in the field of Ultra High Frequency / Very High Frequency (UHF / VHF), the which become available at a geographical basis, imposed after the digital transition. The use of this frequency band allows us the advent of digital television and the release of the bound analogue frequencies. The ad hoc networks have the ability to dynamically and autonomously without requiring the presence of other active and inactive network devices. They are networks that change their topology as new nodes enter it or leave others. To enable communication between nodes in these networks there are proper protocols have been developed, implemented and proposed. Aim of this thesis is the study of routing protocols in cognitive radio ad hoc networks using the TVWS. A new approach to routing solution providing communication between heterogeneous networks. Specifically, we introduce CR, the TVWS in ad hoc networks and routing algorithms which are based routing protocols. After detailing the most common, according to the literature, routing protocols in cognitive radio ad hoc networks. Then follows the approach proposed routing protocol for broadcasting frequencies, which is based on the algorithm AODV and aims to optimize communication between nodes. Finally, given the conclusions of the study protocols and future research in the proposed protocol and cognitive radio ad hoc networks.