اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدالتحسس المضغوط في الشبكات اللاسلكية
1089
1 27
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
في هذا المشروع سوف نستثمر مجموعظة من الأدوات الرياضية من خوارزميات تعلم الآلة machine learning و الأمثلة المحدبة convex optimization و "النماذج الاحتمالية البيانية" probabilistic graphical model في إطار "الشبكات المعرفية" cognitive networking وذلك لأمثلة optimize أنواع مختلفة من الشبكات اللاسلكية مثل: شبكات الحساسات اللاسلكية WSN ، و الشبكات التكتيكية الهجينة tactical networks ، و الشبكات المحلية اللاسلكية WLAN . تتمثل "الشبكات المعرفية" في تطبيق "معرفة" cognition على كامل مكدس البروتوكولات protocol stack لتحقيق أهداف الأداء، بخلاف "الراديو المعرفي" cognitive radio الذي يطبق المعرفة فقط على الطبقة الفيزيائية.
No English abstract
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الرسالة موضوع التحسس المضغوط (Compressive Sensing) في شبكات الحساسات اللاسلكية (Wireless Sensor Networks) وتطبيقاته في تحسين كفاءة جمع البيانات وتقليل استهلاك الطاقة. تبدأ الرسالة بتعريف المشروع وأهدافه، حيث يتم استخدام مجموعة من الأدوات الرياضية مثل خوارزميات تعلم الآلة والأمثلة المحدبة والنماذج الاحتمالية البيانية لتحسين أداء الشبكات اللاسلكية. يتم التركيز على الاستفادة من الترابط الزماني والمكاني للإشارات لتحسين كفاءة الضغط وإعادة البناء. تتناول الرسالة أيضًا تقنيات مختلفة لضغط البيانات مثل التقطيع والتكمية، التحويلات المويجات الموزعة، وترميز المصدر الموزع. يتم تقديم إطار رياضي يعتمد على تحليل المركبات الأساسية (PCA) وتقنية التحسس المضغوط (CS) لمراقبة الشبكات اللاسلكية عبر الزمن. يتم تحليل الأداء ومقارنة بين عدة طرق لجمع البيانات واستعادة الإشارة، مع التركيز على تقنيات مثل التربيع الحتمي العادي الأقل (DOLS) والتربيع الاحتمالي العادي الأقل (POLS) وتقنية التحسس المضغوط مع تحليل المركبات الأساسية (CS-PCA). تتناول الرسالة أيضًا تأثير المعاملات المختلفة على أداء النظام وتقديم توصيات لتحسين الأداء في المستقبل.
قراءة نقدية
تقدم هذه الرسالة دراسة شاملة ومفصلة حول استخدام التحسس المضغوط في شبكات الحساسات اللاسلكية، وتقدم إسهامات مهمة في هذا المجال. ومع ذلك، يمكن أن تكون الرسالة أكثر وضوحًا في بعض الأجزاء، حيث أن التعقيد الرياضي قد يجعل من الصعب على القارئ غير المتخصص فهم بعض المفاهيم. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون من المفيد تقديم المزيد من الأمثلة العملية والتطبيقات الواقعية لتوضيح الفوائد العملية للتقنيات المقترحة. بشكل عام، الرسالة تقدم إسهامًا قيمًا في مجال تحسين كفاءة شبكات الحساسات اللاسلكية، ولكن يمكن تحسينها من خلال تبسيط بعض الأجزاء وتقديم أمثلة تطبيقية أكثر.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من استخدام التحسس المضغوط في شبكات الحساسات اللاسلكية؟
الهدف الرئيسي هو تحسين كفاءة جمع البيانات وتقليل استهلاك الطاقة في شبكات الحساسات اللاسلكية من خلال الاستفادة من الترابط الزماني والمكاني للإشارات.
-
ما هي الأدوات الرياضية المستخدمة في هذا المشروع لتحسين أداء الشبكات اللاسلكية؟
تستخدم الأدوات الرياضية مثل خوارزميات تعلم الآلة، الأمثلة المحدبة، والنماذج الاحتمالية البيانية لتحسين أداء الشبكات اللاسلكية.
-
ما هي التقنيات المختلفة لضغط البيانات التي تم تناولها في الرسالة؟
تم تناول تقنيات مثل التقطيع والتكمية، التحويلات المويجات الموزعة، وترميز المصدر الموزع لضغط البيانات.
-
كيف يتم تقييم أداء النظام المقترح في الرسالة؟
يتم تقييم أداء النظام من خلال تحليل الأداء ومقارنة بين عدة طرق لجمع البيانات واستعادة الإشارة، مع التركيز على تقنيات مثل التربيع الحتمي العادي الأقل (DOLS) والتربيع الاحتمالي العادي الأقل (POLS) وتقنية التحسس المضغوط مع تحليل المركبات الأساسية (CS-PCA).
المراجع المستخدمة
S. Boyd and L. Vandenberghe, Convex Optimization. Cambridge University Press, 2004
D. Koller and N. Friedman, Probabilistic Graphical Models: Principles and Techniques. The MIT Press, 2009
Ryan W. Thomas, “Cognitive Networks”, Ph.D. dissertation, Virginia Polytechnic Institute, 2007
قيم البحث
اقرأ أيضاً
ظهرت تقنية التحسس المضغوط compressive sensing حديثاً كتقنية واعدة من أجل ضغط البيانات الموزع في شبكات الحساسات. من الناحية النظرية، تسمح هذه التقنية بضغط بيانات شبكات الحساسات اللاسلكية بدقة ممتازة، حيث يكفي أن يرسل عدد قليل من الحساسات بشكل عشوائي ق
راءاته إلى نقطة تجميع المعطيات حتى يمكننا إعادة بناء
الإشارة كاملة ( أي تقدير قيم قراءات جميع الحساسات بما فيها تلك التي لم تقم بإرسال قيمها) و بذلك نكون قد قمنا بضغط الإشارة بنسبة تساوي عدد الحساسات التي قامت بالإرسال إلى العدد الكمي للحساسات. إلا أن الشروط التي تعطي في هذه التقنية الأداء المنشود ليست بالضرورة محققة في الواقع. تحتاج تقنية التحسس المضغوط إلى تحويل يجعل تمثيل الإشارة في الفضاء الجديد تمثيلاً مخخلا sparse أيضاً يجب أن يكون هذا التحويل ذو تماسك ضعيف مع مصفوفة التوجيه ، و هو شيء غير بديهي تحقيقه في شبكة حساسات حقيقية. قمنا في هذا البحث بدراسة مدى فعالية استخدام تقنية التحسس المضغوط مع تقنية تحميل المركبات الأساسية في إعادة بناء إشارات الحساسات من عدد صغير من القراءات، و قمنا باقتراح نظام جديد أطلقنا عليه تسمية CS-PCA يتضمن حلقة تغذية راجعة للتحكم بنسبة الضغط عبر تغير عدد الحساسات
التي تقوم بإرسال قراءتها بناءً على قيمة مقدر الخطأ في إعادة بناء الإشارة. طرق استعادة الإشارة المدروسة في نظامنا هي :
المسين ثنائي التوفقيات biharmonic Spline , التربيع الحتمي العادي الأقل DOLS , التربيع الاحتمالي العادي الأقل POLS , التحسس المضغوط مع تحليل المركبات الأساسية CS-PCA .
و أظهرت النتائج تفوق الطريقة الأخيرة على جميع الطرق الأخرى في حال كانت الإشارة ذات ترابط مكاني و زماني كبير، لكن من أجل الإشارات ذات التغيرات السريعة (ترابط صغير أقل من 0.45 ) كان أداء طريقة POLS أفضل.
ينظر إلى الشبكات العروية اللاسلكية على أنها البديل للشبكات المحلية و البنى التحتية لتوزيع النفاذ الشبكي، لأنَّها تتمتع بخصائص فريدة مثل سهولة النشر و التجهيز، و الكلفة المنخفضة. و لكن و لكي تقبل هذه الشبكات على مجال واسع لا بد من أن تدعم الأمن بشكل ع
ام و التحكم بالنفاذ بشكل خاص. يعد التحكم بالنفاذ، كمتطلب أمني، إحدى أهم الركائز الأمنية التي تؤسس لانتشار هذه الشبكات.
نبلور في هذه الورقة متطلبات الحل الأمني القابل للحياة الخاص بالتحكم بالنفاذ، و نوصف DUA, آلية وثوقية موزعة للمستخدم، التي تسمح بالوثوقية المتبادلة. تعتمد الآلية الجديدة على توزيع معلومات عن مفاتيح الوثوقية على مجموعة من العقد الشبكية إِذْ إن يسمح لمجموعة من العقد الفاسدة التي لا يتجاوز حجمها عتبة محددة بأن تفسد الأمن في النظام، و لن تسلم مفاتيح الوثوقية إلى أي عقدة كانت، و سيعتمد على عمليات تعمية خفيفة بهدف دعم الفعالية.
تتكون الشبكات اللاسلكية النقالة من مجموعة من العقد المتحركة و المتعاونة، إذ بإمكان
كل عقدة التحرك بشكل عشوائي و بسرعة معينة في أي اتجاه دون الاعتماد على مدير
مركزي. لهذا النوع من الشبكات العديد من الاهتمامات البحثية لاستخداماتها في المجال
العسكري
و في حالات الطوارئ و الكوارث الطبيعية. تكمن المشكلة الأساسية التي تعانيها
هذه الشبكات في عملية التوجيه و ذلك لعدم وجود بنية تحتية ثابتة، إذ تتولى كل عقدة
مسؤولية التوجيه. لذلك تم في السنوات الأخيرة اقتراح العديد من بروتوكولات التوجيه
التقليدية لهذا النوع من الشبكات، لكن هذه البروتوكولات لا تدعم جودة الخدمة في بيئات
مختلفة. قامت بعض الدراسات بالتحسين على بعض هذه البروتوكولات لتدعم جودة
الخدمة مع بيئات محددة، نقوم في هذا البحث بعرض دراسة مرجعية وافية على بعض
بروتوكولات التوجيه المحسنة.
تطورت الشبكات المحلية اللاسلكية لتصبح الخيار الأفضل في العديد من الحالات مثل المؤسسات الحكومية والمطارات وغيرها، لكن بسبب طبيعة وسط النقل المفتوح في هذه الشبكات زادت إمكانية الهجمات الأمنية، مما استدعى استخدام بروتوكولات أمنية لتحصين الشبكة ولحماية ا
لمستخدمين. يقدم هذا البحث دراسة وتقييم تأثير البروتوكولات الأمنية على أداء الشبكة المحلية اللاسلكية بهدف اختيار البروتوكول الأمثل، تم تقييم تأثير هذه البروتوكولات على أداء الشبكة عن طريق إضافة هذه البروتوكولات إلى بيئة المحاكي GloMoSim المفتوحة المصدر، حيث تظهر نتائج المحاكاة أن أداء هذه البروتوكولات يختلف حسب البيئة المطبقة ضمنها، ولا يوجد بروتوكول فعال في جميع البيئات، فالبروتوكول الأفضل ضمن بيئة ما ربما يكون الأسوأ في بيئة أخرى. أثبتت الدراسة أن البروتوكول الأمثل من ناحية الأداء فقط هو البروتوكول WEP، أما البروتوكول الأمثل من ناحية الأداء والأمن معاً هو البروتوكول WPA2، وهنا سيتوقف اختيارنا لأحد البروتوكولات الأمنية بحسب ما نريد تأمينه من مستوى حماية وأداء للشبكة.
تم في هذا البحث التعرف على بروتوكولات التوجيه المحسنة و التي تدعم عدة مسارات بين العقدة المصدر
و العقدة الهدف.
الأسئلة المقترحة
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
(0)
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
