شبکه‌های موج میلی‌متری با دسترسی چندگانه غیر متعامد تحت اثر انسداد انسانی
محور پژوهش
فناوری اطلاعات و ارتباطات و نرم‌افزارهای رایانه‌ای
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی برق و کامپیوتر
حوزه پژوهش
شبکه های بیسیم نسل 5 و 6
عنوان
شبکه‌های موج میلی‌متری با دسترسی چندگانه غیر متعامد تحت اثر انسداد انسانی
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: با توجه به افزایش روزافزون ظرفیت مورد نیاز و همچنین لزوم ارائه کاربرد های گوناگون با کیفیت خدمات متنوع، به علاوه ی نیاز به پشتیبانی از اتصالات انبوه در شبکه های ارتباطی بی سیم نسل آینده، روش ها و سیستم های فعلی نمی توانند پاسخگوی این ملزومات باشند. در همین راستا، دسترسی چندگانه غیرمتعامد به دلیل فراهم کردن بازده طیفی بالا و باند فرکانسی موج میلی متری به دلیل در اختیار گذاشتن پهنای باند وسیع، به عنوان دو راه حل امید بخش در جهت رفع ملزومات شبکه های بی سیم نسل آینده، مورد توجه قرار گرفته اند. بر همین اساس، در این پژوهش یک سیستم دسترسی چندگانه غیرمتعامد در شبکه موج میلی متری برای پوشش دهی نواحی دارای تعداد زیاد کاربر تقریبا ثابت مانند سالن های کنفرانس، سالن های سخنرانی و سالن های تئاتر پیشنهاد می شود، و سپس مسئله تخصیص منابع در این سیستم مورد بررسی قرار می گیرد. متاسفانه، ارتباطات موج میلی متری در معرض انسداد شدید ناشی از موانعی مانند بدن انسان قرار دارند. در نتیجه با توجه به لزوم مدل سازی رخداد انسداد در نواحی با تراکم انسانی زیاد، در این پژوهش مدلی کارآمد برای اینگونه نواحی ارائه شده است. همچنین به منظور کاهش احتمال انسداد پیوند دید مستقیم، چندین نقطه دسترسی در مکان های مختلف در نظر گرفته می شوند. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها مسئله تخصیص منابع برای سیستم مذکور می تواند در قالب یک مسئله بهینه سازی با هدف حداکثر سازی نرخ مجموع بیان شود که ثابت می شود به لحاظ پیچیدگی جزء دسته NP-hard است که حل مستقیم آن بسیار دشوار و پیچیده است؛ بنابراین از طریق شکستن مسئله اصلی به سه زیر مسئله یک راه‌حل سه مرحله‌ای نزدیک به بهینه با پیچیدگی کم برای آن پیشنهاد می شود. به منظور شبیه‌سازی و ارزیابی عملکرد ساختار پیشنهادی، تالار شهید فتوحی از مجموعه تالارهای دانشگاه صنعتی اصفهان انتخاب شده است. با توجه به نقشه این تالار و نحوه چیدمان صندلی‌ها در آن، مکان استقرار نقاط دسترسی را تعیین و اثر انسداد ناشی از بدن افراد حاضر در سالن را به طور دقیق مدل‌سازی می شود. مدل پیشنهادی و مکان شبیه‌سازی به ترتیب در شکل‌های 1 و 2 قابل مشاهده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که حتی با وجود انسداد ناشی از بدن کاربران متراکم، سیستم دسترسی چندگانه غیرمتعامد موج میلی متری پیشنهاد شده 23 درصد بهتر از سیستم متعامد عمل می کند. همچنین ، عملکرد روش حل پیشنهادی نزدیک به بهینه است در حالی که پیچیدگی محاسباتی را 96 درصد کاهش می دهد. با در دسترس بودن نقشه و مختصات صندلی‌ها در انواع سالن‌های سخنرانی، تئاتر، کنسرت و استادیوم‌های ورزشی، شبیه‌سازی فوق قابل‌اجرا است و ساختار پیشنهادی به‌عنوان یک پژوهش اولیه، قابلیت ارتقاء و عملی شدن جهت پیاده‌سازی را دارا است. تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط


شکل 1: سیستم مدل یک ارتباط mmWave-NOMA فروسو در یک چیدمان محل برگزاری جلسات


شکل 2: تالار شهید فتوحی دانشگاه صنعتی اصفهان و موقعیت صندلی ها