حداكثرسازي نرخ اطلاعات در لينك فروسو يك شبكه دسترسي راديويي مه با آرايه آنتني انبوه

كارشناسي ارشد

طبق پيش‌بيني‌ها تعداد كاربران شبكه‌هاي سيار و كاربردهاي آن‌ها طي سال‌هاي آتي افزايشي بي‌سابقه خواهد يافت كه به ترافيك داده زيادي منجر مي‌شود. بسياري از سرويس‌هايي كه در نسل‌ جديد موبايل به كاربران ارائه مي‌شود نياز به پاسخ در كمترين زمان را دارند و حساس به تاخير هستند. راه‌حل اصلي پاسخگويي به اين تقاضاها، طراحي جديد براي شبكه‌هاي موبايل است كه از اين رو شبكه‌هاي راديويي مه معرفي شدند. اين شبكه‌ها در ادامه شبكه‌هاي ابري مطرح مي‌شوند. در شبكه‌ ابري نياز بود تا داده‌ها از يك مركز داده توزيع شده (همان ابر) كه به دور از لبه سلول قرار داشت، ارسال شود و به همين روي، تاخير آن براي بعضي كاربردها بيش از اندازه بود و كيفيت تجربه موردنياز كاربران را برآورده نمي‌كرد. براي رفع اين معضل، سرورهايي نزديك به لبه شبكه بي‌سيم با قابليت ذخيره كردن داده به وجود آمدند كه اصطلاحا به آن‌ها مه گفته مي‌شود. استفاده از معماري شبكه‌هاي مه را مي¬توان به عنوان راهي اثر بخش براي برآوردن خواسته كاربران حساس به تاخير در سيستم‌هاي مخابرات بي‌سيم دانست. با اين حال ظرفيت محدود اين سرورها در مقايسه با سرورهاي ابر، تخصيص منابع بهينه براي سيستم‌هاي مبتني بر مه را بسيار ضروري مي‌كند. در همين راستا در اين پروژه به حداقل‌سازي متوسط تاخير در انتقال فايل درخواستي كاربران در سيستم مه مي‌پردازيم، در حالت كلي با افزايش نرخ اطلاعات دريافتي كاربر تاخير در دربافت فايل درخواستي كاربر كاهش مي¬يابد. نرخ اطلاعات دريافتي كاربران براي رسيدن به حداقل تاخير و حداكثر نرخ اطلاعات دريافتي كاربر را مي¬توان محاسبه كرد. براي اين منظور به طراحي نحوه انتخاب سرور مه بهينه، نحوه انجام ذخيره‌سازي بهينه فايل‌ها در هر سرور مه و ساختار بهينه بردار شكل‌دهي پرتو در كانال فروسو مي‌پردازيم. در اين سناريو چندين F-AP با چندين كاربر در ارتباط هستند و F-APها مجهز به آرايه‌ انبوه آنتني هستند. هدف ما در اين مساله، به حداقل رساندن متوسط تاخير در ارائه سرويس به كاربر است و تخصيص بهينه F-AP و طراحي بهينه بردار شكل دهي پرتو با توجه به قيود مطرح شده، انجام خواهد شد. همچنين نحوه ذخيره‌سازي بهينه فايل‌ها در F-APها تعيين خواهد گرديد. در اين پروژه، ابتدا مساله بهينه‌سازي موردنظر طرح مي‌گردد. با توجه به غيرمحدب بودن اين مساله از الگوريتم كاهش مختصات بلوكي براي بهينه‌سازي ترتيبي روي بلوك‌هاي مختلف متغيرها استفاده مي‌شود. مساله ذخيره‌سازي بهينه فايل‌ها با استفاده از برنامه خطي حل مي‌شود. براي انتخاب بردار شكل‌دهي پرتو بهينه از تعدادي تبديل تازه مطرح شده براي بازنويسي مساله به شكل محدب استفاده مي‌شود. نهايت الگوريتم‌ مجارستاني براي انتخاب بهترين F-AP را پيشنهاد مي‌دهيم. در مقايسه با F-AP هاي تك آنتني وF-AP هاي چند آنتني با بردار شكل‌دهي پرتو MRT، شبيه‌سازي‌ها اثر قابل‌توجه طراحي بهينه انجام شده بر كاهش متوسط تاخير در دريافت داده توسط كاربران را نشان مي‌دهد.

196484

دانشگاه علم و صنعت ايران

شاهرخ فرهمند

مهندسي برق مخابرات- سيستم

سيد محمد رضوي زاده