کنفرانس مهندسی برق ایران

صفحه اصلی / سی و دومین کنفرانس بین المللی مهندسی برق

Age of Information Optimization for Multi-hop VLC/RF IoT Sensor Networks

نویسندگان :

Hossein Khodi¹ Paeiz Azmi² Nader Mokari³ Mohammadreza Javan⁴ Hamid Saeedi⁵ Murat Uysal⁶

1- دانشگاه تربیت مدرس تهران 2- دانشگاه تربیت مدرس تهران 3- دانشگاه تربیت مدرس تهران 4- دانشگاه صنعتی شاهرود 5- دانشگاه تربیت مدرس تهران 6- New York University (NYU) Abu Dhabi

کلمات کلیدی :

Age of Information،Visible Light Communication،IoT Sensor،Non-orthogonal Multiple Access،طول عمر اطلاعات،ارتباطات VLC/RF هیبرید

چکیده :

مخابرات نور مرئی به علت رشد سریع دیودهاي نورافشان در چند دهه ي اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. بازدهی بالا، قیمت کم و طول عمر زیاد این نوع منابع نوري را به ابزاري مناسب براي انتقال سریع اطلاعات تبدیل کرده است. مخابرات نور مرئی یک تکنولوژي نوظهور است که انتقال اطلاعات را با استفاده از طیف مرئی فراهم می کند. در این روش با استفاده از ال اي دي علاوه بر تامین نور محیط ، انتقال داده نیز می توان انجام داد. این نوع مخابرات در مقایسه با مخابرات فرکانس رادیویی از مزایاي قابل توجهی برخوردار است. امروزه با توسعه ي فناوري اینترنت اشیا، نیازمندي هاي متعددي در محیط هاي اداري، مسکونی و صنعتی ایجاد شده است. یکی از مهمترین این کاربردها، استفاده از حسگرهاي اینترنت اشیا براي اندازه گیري یک کمیت محیطی در مراکز صنعتی می باشد. در این پایان نامه دو مدل سیستم براي یک شبکه شامل از چند حسگر اینترنت اشیا و نقطه ي دسترسی مورد بررسی قرار گرفته و براي ارزیابی کارایی سیستم از کمیت طول عمر اطلاعات استفاده شده است. در این سیستم از فرستنده و گیرنده هاي نوري در حسگرها و نقطه ي دسترسی استفاده شده است و حسگرها با توجه به شرایط کانال ها، می توانند از بین پیوند هاي موجود، یکی را براي ارسال بسته هاي بروزرسانی انتخاب کنند. در مقایسه با کارهاي مشابه، در این پایان نامه حسگرها با توجه به میزان انرژي ذخیره شده در باتري خود، با یک احتمال مشخص در شبکه حضور داشته و براي ارسال بسته ها آماده می باشند. همچنین، در مقایسه با سیستم هاي مشابه، مدل هاي ارائه شده در این کار از ارتباطات هیبرید بهره مند می باشند که نحوه ي انتخاب بین این دو نوع ارتباط از طریق مقایسه ي بهره کانال هاي آن ها می باشد و بررسی طول عمر اطلاعات براي هر حسگر و کل شبکه با استفاده از هر دو نوع ارتباطات انجام شده است. استفاده از ارتباطات نور مرئی، باعث افزایش بهره وري شبکه و تازگی اطلاعات می شود. از طرفی، استفاده از ارتباطات نور مرئی باعث افزایش امنیت شبکه گردیده و با توجه به غالب بودن مولفه ي خط مستقیم نوري، می توان اطمینان داشت که بسته ها بدون خطا ارسال و دریافت می شوند. به دلیل حضور چندین حسگر در شبکه، از روش دسترسی چندگانه نامتعامد بر پایه ي توان دریافتی در نقطه ي دسترسی، استفاده شده است و تداخل هاي موجود در هر ارسال از روي سیگنال دریافت شده در نقطه ي دسترسی حذف می شوند.