تحلیل عملکرد شبکه های ارتباطی تغذیه شده با انرژی بیسیم مبتنی بر زمانبندی-Harvest-Then Access با استفاده از زنجیره مارکوف

شبکه های ارتباطی تغذیه شده با انرژی بی سیم Wireless Powered Communication Networks یا (WPCN) یکی از فناوریهای نوین در حوزه اینترنت اشیا و شبکه های نسل آینده محسوب می شوند. در این شبکه ها، گره ها انرژی موردنیاز خود را از طریق انتقال توان بی سیم دریافت کرده و سپس از آن برای ارسال اطلاعات استفاده می کنند. اگرچه این روش موجب افزایش طول عمر شبکه و کاهش وابستگی به باتری می شود اما نحوه زمانبندی انتقال انرژی و انتقال داده تاثیر مستقیمی بر عملکرد شبکه دارد. در سال های اخیر روش Harvest-Then-Access به عنوان یکی از کارآمدترین روش های زمانبندی معرفی شده است که ابتدا انرژی مورد نیاز گره ها را تامین کرده و سپس امکان دسترسی آنها به کانال را فراهم می کند. در این مقاله، عملکرد این روش با استفاده از مدل زنجیره مارکوف مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا رفتار باتری گره ها به صورت مجموعه ای از حالت های گسسته مدل سازی شده و سپس انتقال میان این حالات با استفاده از زنجیره مارکوف تحلیل می شود. مدل پیشنهادی قادر است تغییرات انرژی ذخیره شده، احتمال ارسال بسته، احتمال برداشت انرژی و تاثیر این عوامل بر توان عملیاتی شبکه را به صورت همزمان بررسی کند. نتایج تحلیل نشان می دهد که استفاده از مدل مارکوف علاوه بر کاهش پیچیدگی، تحلیل امکان پیش بینی رفتار شبکه در شرایط مختلف را نیز فراهم می کند. همچنین مشخص می شود که انتخاب مناسب طول دوره برداشت انرژی می تواند موجب افزایش توان عملیاتی و کاهش احتمال تخلیه باتری گره ها شود.

کلیدواژه ها:

شبکه های تغذیه شده با انرژی بیسیم ، زنجیره مارکوف ، Harvest-Then-Access ، تحلیل عملکرد ، اینترنت اشیا