Bilişsel ağ - Cognitive network

İle karıştırılmamalıdır Biliş Ağı Teknolojisi .

Gelen iletişim ağları , bilişsel ağ (CN) yeni bir türüdür veri markaları çeşitli araştırma alanlarına (yani gelen kesme kenarı teknolojisi kullanan bu ağa makine öğrenme , bilgi gösterimi , bilgisayar ağı , ağ yönetimi cari ağları ile karşı karşıya olan bazı sorunları çözmek için) . Bilişsel ağ, OSI modelinin tüm katmanlarını kapsadığı için (CR'de olduğu gibi yalnızca katman 1 ve 2'yi değil ) bilişsel radyodan (CR) farklıdır .

Tarih

Bilişsel ağın ilk tanımı, Theo Kanter tarafından KTH, The Royal Institute of Technology, Stockholm'deki doktora araştırmasında, Haziran 1998'de bilişsel ağın hafızalı ağ olarak sunumu da dahil olmak üzere yapılmıştır. Theo, bilişsel radyonun yaratıcısı Joe Mitola'ya danışmanlık yapan Chip Maguire'ın öğrencisiydi. Mitola, düğümlerdeki bilişe odaklanırken, Kantor ağdaki bilişe odaklandı. Mitola'nın Ağustos 1999'da yayınlanan Licentiate tezi şu alıntıyı içerir: "Zamanla, [Radyo Bilgi Temsil Dili] RKRL ile güçlendirilmiş ağ, doğal ortamın modellerle eşleşmeyen bir özelliğini ayırt etmeyi öğrenebilir. Hataları bildirebilir. bilişsel bir ağa." Bu, Kantor'un biraz sonra yayınlamasından bu yana, bilişsel ağ kavramının en eski yayınıdır.

IBM'in 2001'deki otonom ağlar mücadelesi, ağlara bir biliş döngüsünün getirilmesini teşvik etti. Bilişsel radyo, Kantor'un bilişsel ağları ve IBM'in otonom ağları, bilişsel kablosuz ağların ve diğer bilişsel ağların paralel evrimi için temel oluşturdu . 2004 yılında, şu anda RWTH, Aachen'de bulunan Petri Mahonen ve Mitola'nın doktora komitesinin bir üyesi, Dagstuhl, Almanya'da bilişsel kablosuz ağlar üzerine ilk uluslararası çalıştayı düzenledi. Buna ek olarak, AB'nin E2R ve E3 programları, kendi kendini organize eden ağlar, kendinin farkında olan ağlar vb. başlığı altında bilişsel ağ teorisi geliştirdi. Bilişsel ağ kavramını tanımlama girişimlerinden biri 2005 yılında Thomas ve diğerleri tarafından yapılmıştır . ve Clark ve diğerleri tarafından açıklanan Bilgi Düzleminin eski bir fikrine dayanmaktadır . 2003'te . BS Manoj ve ark. 2008'de bir Bilişsel Tam Bilgi Ağı Sistemi önerdi. O zamandan beri, bölgede birkaç araştırma faaliyeti ortaya çıktı. Bir anket ve düzenlenmiş bir kitap bu çabaların bazılarını ortaya koyuyor.

Bilgi Düzlemi, "ağın diğer unsurlarına hizmet ve tavsiye sağlamak için ağın ne yapması gerektiğine dair yüksek seviyeli modeller oluşturan ve sürdüren ağ içinde yaygın bir sistemdir".

Büyük ölçekli bilişsel ağ kavramı 2008'de Song tarafından daha da geliştirildi ve bu Bilgi Planı büyük ölçekli kablosuz ağlar için radyo spektrumunun ve kablosuz istasyonların mevcudiyeti hakkında bilgi olarak açıkça tanımlandı.

Tanım

Thomas ve ark. CN'yi, uçtan uca hedefleri takip ederken mevcut ağ koşullarını algılayabilen, planlayabilen, karar verebilen, bu koşullara göre hareket edebilen, eylemlerinin sonuçlarından öğrenebilen bilişsel bir sürece sahip bir ağ olarak tanımlayın. Bu döngü, biliş döngüsü, çevreyi algılar, sensörlerden ve ağ politikalarından gelen girdilere göre eylemleri planlar, bir akıl yürütme motoru kullanarak hangi senaryonun uçtan uca amacına en uygun olduğuna karar verir ve son olarak, aşağıdaki bölümde tartışıldığı gibi seçilen senaryo üzerinde hareket eder. önceki bölüm. Sistem geçmişten (durumlar, planlar, kararlar, eylemler) öğrenir ve bu bilgiyi gelecekteki kararları iyileştirmek için kullanır.

CN'nin bu tanımı, ağın bilgisinden açıkça bahsetmez; yalnızca bilişsel döngüyü tanımlar ve onu CR'den veya sözde bilişsel katmanlardan ayıracak uçtan uca hedefler ekler. CN'nin bu tanımı, ve'de tartışıldığı gibi bilişsel bir sistemin önemli bir bileşeni olan bilgiden yoksun olduğu için eksik görünmektedir.

Balamuralidhar ve Prasad, ontolojik bilgi temsilinin rolüne ilişkin ilginç bir görüş sunar: "Bu ontolojinin kalıcı doğası, 'göz ardı edilemez olaylara' karşı proaktiflik ve sağlamlık sağlarken, üniter doğa uçtan uca uyarlamaları mümkün kılar."

CN, katmanlar üzerinde dikey olarak (katmanlar arası tasarımdan yararlanarak) ve/veya teknolojiler ve düğümler arasında (heterojen bir ortamı kapsayan) yatay olarak yayılabilen bir bilgi düzlemi ile güçlendirilmiş bir iletişim ağı olarak görülmektedir. Bilgi düzlemi en az iki öğeye ihtiyaç duyar: (1) kapsam (cihaz, homojen ağ, heterojen ağ, vb.) Hakkında ilgili bilginin temsili; (2) durumları içinde yapay zeka tekniklerini kullanan bir biliş döngüsü (öğrenme teknikleri, karar verme teknikleri vb.).

Ayrıca, CN'ler için ayrıntılı bir katmanlararası ağ mimarisi önerildi, burada CN, bu tür kaynak kullanılabilirliği bilgisine dayanarak hem radyo spektrumunu hem de kablosuz istasyon kaynaklarını fırsatçı bir şekilde kullanabilen bir ağ olarak yorumlandı. CR, spektrum kanallarını fırsatçı olarak ( dinamik spektrum erişimi ) kullanabilen bir radyo alıcı-vericisi olarak geliştirildiğinden , CN bu nedenle CR'leri fırsatçı olarak düzenleyebilen bir ağdır.

Ağ mimarisi

CN in'in çapraz katmanlı ağ mimarisi , Açık Sistem Ara Bağlantısı (OSI) protokol yığınının aksine, Gömülü Kablosuz Bağlantı (EWI) olarak da adlandırılır . CN mimarisi, kablosuz bağlantının yeni bir tanımına dayanmaktadır. Yeni soyut kablosuz bağlantılar, bir dizi komşu (yakınlık) kablosuz düğüm arasındaki keyfi karşılıklı işbirliği olarak yeniden tanımlanır. Buna karşılık, geleneksel kablosuz ağ, önceden belirlenmiş bir çift kablosuz düğüm ve tahsis edilmiş spektrum ile noktadan noktaya "sanal kablolu bağlantılara" dayanır.

Bu ağ mimarisi ayrıca aşağıdaki üç temel ilkeye sahiptir:

  • İşlevsel Bağlantı Soyutlaması : Soyut kablosuz bağlantı tanımına dayalı olarak, kablosuz bağlantı modülleri, farklı türlerde soyut kablosuz bağlantılar kurabilen ayrı kablosuz düğümlerde uygulanır. İşlevsel soyutlamalara göre, kablosuz bağlantı modüllerinin kategorileri şunları içerebilir: yayın, tek noktaya yayın , çok noktaya yayın ve veri toplama , vb. Bu nedenle, ağ işlevselliği kablosuz bağlantı modüllerinin tasarımına entegre edilebilir. Bu aynı zamanda, sırasıyla sistem katmanı ve kablosuz bağlantı katmanı dahil olmak üzere mimari temeller olarak iki hiyerarşik katmanla sonuçlanır. Alttaki kablosuz bağlantı katmanı, üst sistem katmanına bir kablosuz bağlantı modülleri kitaplığı sağlar; sistem katmanı, etkin uygulama programlaması elde etmek için kablosuz bağlantı modüllerini düzenler.
  • Fırsatçı Kablosuz Bağlantılar : Bilişsel kablosuz ağ oluşturma kavramının gerçekleştirilmesinde, hem işgal edilen spektrum hem de soyut bir kablosuz bağlantının katılımcı düğümleri fırsatçı olarak anlık kullanılabilirlikleri tarafından belirlenir. Bu ilke, kablosuz bağlantı katmanındaki kablosuz bağlantı modüllerinin tasarımına karar verir. Daha yüksek ağ yoğunluğu, herhangi bir soyut kablosuz bağlantının fırsatçı oluşumunda ekstra çeşitlilik sağladığından, sistem performansı daha büyük ağ ölçeği ile iyileştirilebilir.
  • Global QoS Ayrıştırma : Global uygulama veya ağ QoS'si (Hizmet Kalitesi), komşu kablosuz düğümlerdeki yerel işbirliği gereksinimlerine, yani kablosuz bağlantı QoS'sine ayrıştırılır. Daha spesifik olarak, global uygulama düzeyinde QoS'yi ayırarak, sistem katmanının kablosuz bağlantı katmanı tarafından sağlanan kablosuz bağlantı modüllerini daha iyi organize etmesine olanak tanır. Örneğin, verim, uçtan uca gecikme ve gecikme dalgalanması gibi küresel ağ düzeyinde QoS'yi ayırarak, kablosuz bağlantı modülü tasarımı, küresel QoS gereksinimlerini karşılayabilir. Sağlanan kablosuz bağlantı modüllerine bağlı olarak, bireysel düğümlerdeki karmaşıklık ağ ölçeğinden bağımsız olabilir.

Kablosuz bağlantı modülleri, sistem tasarımcılarına modüllerin ayrı ayrı güncellenebileceği veya kablosuz bağlantı katmanına yeni modüllerin eklenebileceği yeniden kullanılabilir açık ağ soyutlamaları sağlar. Ara katman yazılımı veya uygulama geliştirmeleri için yüksek modülerlik ve esneklik gerekli olabilir .

EWI aynı zamanda sistem katmanının kablosuz bağlantı modüllerini düzenlediği (kablosuz bağlantı katmanında); ve eş kablosuz bağlantı modülleri, paket başlıklarını sistem katmanı bilgi birimlerine doldurarak modül yönetim bilgilerini değiş tokuş edebilir .

Sırasıyla yayın, eşler arası tek noktaya yayın, çok noktaya yayın, tek noktaya tek noktaya yayın ve veri toplama dahil olmak üzere beş tür kablosuz bağlantı modülü önerildi. Diğer türden soyut kablosuz bağlantılar kurarak, herhangi bir sınırlama olmaksızın başka tipte modüller eklenebilir. Örneğin, yayın modülü, veri paketlerini çevreleyen düğümlere basitçe yayar. Eşler arası tek noktaya yayın modülü, veri paketlerini birden çok kablosuz atlama üzerinden kaynaktan hedefe iletebilir. Çok noktaya yayın modülü, eşler arası tek noktaya yayına kıyasla veri paketlerini birden çok hedefe gönderir. Havuza tek noktaya yayın modülü, daha iyi veri iletimi sağlamak için veri toplayıcıların (veya havuzların) daha yüksek yeteneklerini kullanan kablosuz sensör ağlarında özellikle yararlı olabilir. Veri toplama modülü, bir dizi yakınlık kablosuz düğümünden bağlamla ilgili verileri fırsatçı bir şekilde toplar ve toplar.

Sistem katmanı ile kablosuz bağlantı katmanı arasındaki arabirimde sırasıyla WL_SAP (Kablosuz Bağlantı SAP) ve WLME_SAP (Kablosuz Bağlantı Yönetimi Varlık SAP) olmak üzere iki hizmet erişim noktası (SAP) tanımlanır. Veri düzlemi için WL_SAP, yönetim düzlemi için WLME_SAP kullanılır. SAP'ler, kablosuz bağlantı modüllerinin QoS'sini kontrol etmede sistem katmanı tarafından kullanılır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynaklar

Dış bağlantılar