طراحی و شبیه‌سازی سیستم Cell free massive MIMO با فرستنده و گیرنده آن به همراه فناوری RIS
موضوع پروژه:
تحقیق و پژوهش
تاریخ شروع پروژه:
1402
مدت زمان اجرا:
9 ماه
مجری
معاونت متولی:
شبکه‌های نوین
معرفی
فناوری چند ورودی چند خروجی انبوه (massive MIMO) بدون سلول (CF-mMIMO) به‌عنوان یک راهکار جهت پاسخ به نیازهای 5G و 6G در نظر گرفته شده‌است. در این فناوری شمار بسیار نقطه دسترسی (AP) در نظر گرفته‌شده‌اند تا از طریق سرویس‌دهی فضایی به همه کاربران سرویس دهند.
با به‌کارگیری فناوری AP می‌توان ناحیه پوشش مناسبی را ایجاد کرد و به کاربرانی که در مرز سلول‌ها (در سیستم سلول‌بندی) قرار دارند سرویس بهتری ارائه کرد اما همچنان نیاز است تا بین AP ها و کاربران LOS برقرار باشد. این امر در محیط‌های شهری متراکم قابل تحقق نمی‌باشد. در سال‌های اخیر چه در صنعت و چه در مقالات سطوح هوشمند باز شکل‌پذیر (RIS) توجهات زیادی را به خود جلب کرده‌اند. این سطوح درواقع از شمار آنتن‌های پچ کوچک به‌صورت آرایه صفحه‌ایی، یک کنترل کننده دامنه و فاز و عناصری مانند دیود و ترانزیستور تشکیل‌شده‌اند. معمولاً از RIS ها در زمانی استفاده می‌شود که ارتباط LOS بین AP و کاربر قابل حصول نباشد. RIS ها معمولاً به روی ساختمان‌های و یا سازه‌های باند قرار می‌گیرند. زمانی که بین AP و کاربر ارتباط LOS برقرار نباشد، AP پرتو خود را به RIS می‌تابد و کنترلر RIS با تنظیم دامنه و فاز المان‌های آنتنی خود عمل جهت‌دهی پرتو را انجام داده و بازتابش پرتو را به‌سمت کاربر تنظیم می‌نماید. به‌وسیله RIS ها می‌توان پوشش شبکه را در نقاط کور تضمین کرد و ظرفیت انتقال را افزایش داد. به این شیوه می‌توان هزینه پوشش یک منطقه را کاهش داد. چرا که همان گونه که گفته شد RIS ها از المان‌های غیرفعال تشکیل‌شده‌اند و هزینه ساخت آنها از هزینه ساخت AP ها بسیار کمتر است. در این پروژه طراحی و شبیه‌سازی جامع از RIS و پیاده‌سازی فناوری CF-mMIMO در شرایط حضور و عدم حضور RIS را خواهیم داشت.
هدف
سطوح هوشمند RIS ساختاری برنامه پذیر هستند که امواج الکترومغناطیس تابیده شده به آنها را کنترل می کنند با قرار دادن این سطوح باتوجه به نیاز در فضاهایی بین فرستنده و گیرنده می‌توان کیفیت سیگنال دریافتی در سیستم‌های مخابرات بی‌سیم را بهبود بخشید. از طرفی امروزه توپولوژی شبکه‌های مخابرات سیار بر اساس سلول‌بندی استواراست. عواملی مانند محدودیت توان و پهنای باند، تعداد زیاد کاربران و ... باعث می‌شود که از سیستم‌های سلولی جهت پوشش‌دهی مناطق استفاده کرد. یکی از معایب سیستم‌های سلولی ضعف در پوشش‌دهی با کیفیت مناسب برای کاربران در مغز سلول‌ها است. یکی از روش‌هایی که در سیستم‌های مخابرات بی‌سیم نسل جدید(6G) جهت برطرف کردن این ضعف پیشنهاد می‌شود سیستم‌های مخابرات بدون سلول است. در این پروژه قصد داریم با ترکیب این دو روش خروجی مطلوبی بدست آوریم تا بتوانیم در آینده نزدیک در شبکه همراه اول پیاده سازی نماییم.
ضرورت
دستاوردها
ارائه پیشنهاداتی جهت بهبود کیفیت شبکه مخابرات سیار کشور بر اساس نتایج به دست آمده از سیستم طراحی و شبیه‌سازی شده RIS-CFmMIMO.
افزایش و بهبود کیفیت سرویس‌دهی به کاربرانی که در حالت سلول‌بندی در مرز سلول‌ها قرار داشتند و سیگنال‌های مناسبی دریافت نمی‌کردند.
گسترش دانش بومی و بهره‌برداری از دانش دانشگاه‌ها و افزایش ارتباط صنعت مخابرات کشور با دانشگاه‌ها در جهت ارائه خدمات نو و جدیدتر مطابق پیشرفت‌ها و استانداردهای بروز بین‌المللی.
کاهش هزینه‌های اپراتورهای سیار همراه با افزایش کیفیت ارائه سرویس‌های شبکه مخابرات سیار.
