بهینه سازی چند هدفه پردازش سیگنال در سیستم 5G با متلب

بهینه سازی چند هدفه پردازش سیگنال – معیارهای متناقض تعادل در سیستم 5G

در این بخش پروژه بهینه سازی چند هدفه پردازش سیگنال – معیارهای متناقض تعادل در سیستم 5G را با استفاده از نرم افزار متلب آماده کرده ایم که با عنوان مقاله Multi-Objective Signal Processing Optimization: The Way to Balance Conflicting Metrics in 5G Systems تهیه شده است و یک پروژه مناسب و کاربردی در حوزه پردازش سیگنال و مهندسی مخابرات می باشد. در ادامه توضیحاتی در مورد پروژه و همچنین فیلم و تصاویری از خورجی پروژه را می توانید مشاهده کنید.

بررسی نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G)

5G نسل جدید شبکه تلفن همراه می باشد که به زودی بعد از 4G ارائه خواهد شد شبکه 5G پیشنهادی برای نسل جدید ارتباطات سیار می باشد که هدف اصلی که نسل جدید شبکه تلفن همراه یعنی 5G دنبال می کند، افزایش سرعت دسترسی به اینترنت از سوی اپراتورها به میزان ۲۰ گیگابیت همراه با افزایش ظرفیت در مقایسه با شبکه 4G می باشد. در آینده ای بسیار نزدیک، فراتر از شبکه 4G، بعضی از اهداف اولیه که نیاز به ارسال شدن دارند ظرفیتشان بیشتر شده و نرخ داده نیز بهبود داده خواهد شد. میزان تاخیر در خدمات رسانی کاهش می یابد و کیفیت سرویس دهی هم بالا می رود. در مواجهه با این خواسته ها، پیشرفت های موثر به ساخت معماری شبکه سلولی دارد. به علت این که درخواست کاربران به صورت نمایی در حال افزایش است تغییر از نسل 4 به نسل 5 به آسانی صورت می پذیرد.

افزایش ترافیک داده های بی سیم و سیار

به علت افزایش زیاد ترافیک داده های بی سیم در طی چند سال اخیر، کاربران موبایل شبکه سلولی نیازمند Data Rate بالاتری از قبل هستند. با توجه به این که روزانه اپلیکیشن های متعددی مانند proximity-aware ارائه می شوند، تکنیک های موجود دیگر توانایی برآورده کردن نیاز های کاربران به صورت مناسب را ندارند. از این رو، موجی از علاقه در جستو جوی الگو های نوین به منظور مقابله با این مشکل وجود دارد. در شبکه های سلولی نسل پنجم (5G)، فناوری های در حال ظهور منجر به تغییرات طراحی در هر دوی معماری و component خواهند شد.

برای نمونه در سیستم های ارتباطی بی سیم نسل 5 یا همان 5G به خاطر کم شدن طیف ها در فرکانس های مایکروویو، محققان زیادی در حال مطالعه بر روی روش های مختلف ارسال mmWave که فراوان است، هستند. Massive multiple-input multiple-output (MIMO) به خاطر این که توانایی افزایش throughput سیستم را دارند، به منظور استفاده از تعداد بسیار زیادی آنتن ارائه شده است.

موضوع مطالعه برخی از محققان دیگر نیز بر روی تکنیک های محتمل Mobile Content Caching و Delivery می باشد، که با استفاده از آن داده ها در هوا ذخیره می شوند به گونه ایی که می تواند درخواست هایی که برای داده های یکسان ارسال می شوند را به راحتی و بدون ارسال های تکراری تامین کند. قطعا میدانید که شبکه های سلولی 2G – 3G – 4G تحت فرض طراحی شده ی داشتن کنترل کامل بر سمت زیرساخت، ساخته شده اند، اگر غیر از این باشد باید فرض طراحی شده ی داشتن کنترل کامل بر سمت زیرساخت در سیستم های 5G به طور کل نابود شوند. معماری Base-Station محور سیستم های سلولی ممکن است تغییر کند و هوشمندی در سمت دستگاه درون لایه های مختلف پشته پروتکل باید به کار انداخته شود.

معرفی مقاله بهینه سازی چند هدفه پردازش سیگنال

در این مقاله ایی که برای استفاده شما قرار داده شده است، ما شما را با یک بررسی از بهینه سازی چند هدفه (Multi-Objective Optimization – MOO) که یک فریم ورک ریاضی برای حل مسائل و مشکلات طراحی با اهداف متضاد متعدد می باشد، آشنا خواهیم کرد.برخی از اهدافی که در رویکرد اکتشافی معمولی تبدیل به محدویت می شوند، باعث می شوند تا بهینه سازی چند هدفه (MOO) توانایی طراحی شبکه دقیق و بی عیب را داشته باشد. بسیاری از زمینه های مرتبط با مهندسی و اقتصادی از بهینه سازی چند هدفه یا MOO استفاده می کنند، اما در مورد پردازش سیگنال و ارتباطات بی سیم، چندان توجهی به آن نشده است. مواردی که در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرند عبارت اند از : تعاریف پایه، خواص، و ابزار الگوریتمی در بهینه سازی چند هدفه.

این موضوع علت استفاده شدن الگوریتم های پردازش سیگنال در تجسم متناقض بین اهداف عملکرد سیستم 5G را نشان می دهد، در نتیجه اجازه می دهد تا درک کردن نکات عامل برای کسی که طراح شبکه است امکان پذیر باشد و دسترسی به تعادل اهداف در یک راه کارآمد و رضایت بخش، فراهم شود. همچنین در این پروژه بر روی سیستم های مخابراتی که دارای چند ورودی چند خروجی (MIMO) هستند، یکی از توانمند ساز های کلیدی در شبکه های سلولی 5G می باشد، یک مطالعه موردی انجام خواهد شد.

---

---

تصاویری از خروجی