شماره ركورد
34934
پديد آورنده
مصطفي الجميلي
عنوان
بهينهسازي ايستگاههاي پايه اينترنت اشيا مبتني بر پهپاد در شبكههاي 6G با استفاده از الگوريتم ژنتيك چندهدفه
مقطع تحصيلي
ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوترشبكه هاي كامپيوتري
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/11/27
استاد راهنما
دكتر جواد وحيدي
استاد مشاور
دكتر ديانت
دانشكده
دانشكده كامپيوتر
چكيده
با هدف دستيابي به اتصال فراگير و هوشمند، گذار به نسل ششم (6G) شبكههاي ارتباطي بيسيم، نشاندهنده يك تغيير پارادايم در صنعت مخابرات جهاني است. با اين حال، يكي از چالشهاي اين نسل، «شكاف پوششدهي» است كه در مناطق پرجمعيت و روستايي كه استقرار ايستگاههاي پايه زميني سنتي در آنها امكانپذير نيست، شناسايي شده است. اين پاياننامه با تكيه بر تحركپذيري و توانايي ايجاد ارتباطات خط ديد ($LoS$) كه براي ارتباطات فركانسبالاي 6G ضروري است، استفاده از ايستگاههاي پايه پهپادي (DBS) را براي پر كردن اين شكاف پيشنهاد ميدهد.اين پژوهش براي پرداختن به تقابل (Trade-off) قابلتوجه ميان عملكرد شبكه و عمر محدود باتري وسايل نقليه هوايي بدون سرنشين (UAV)، يك الگوريتم ژنتيك چندهدفه تطبيقي با حالت (SAMOGA) را براي بهبود جايگذاري سهبعدي و تخصيص منابع پيشنهاد ميكند. نوآوري پيشنهادي بر پايه يك مؤلفه برازندگي (Fitness) پويا است كه در لحظه و بر اساس وروديهاي محيطي، مانند تغييرات در نيازهاي ترافيكي اينترنت اشيا (IoT) و وضعيت باتري، تغيير ميكند. چارچوب SAMOGA با در نظر گرفتن مدلهاي كانال واقعي 6G و مدلهاي جامع مصرف انرژي (شامل انرژي پيشران و انرژي ارتباطي)، فضاي جستجوي وسيع را براي يافتن راهحلهاي بهينه پارتو (Pareto-optimal) بهطور مؤثري پيمايش ميكند.بر اساس دادههاي شبيهسازي، الگوريتم SAMOGA پيشنهادي به نرخ پوشش 95 درصد و ميانگين تاخير 24.33 ميليثانيه دست مييابد و بدين ترتيب الزامات سختگيرانه ارتباطات بسيار مطمئن با تاخير كم (URLLC) را برآورده ميسازد. علاوه بر اين، اين رويكرد منجر به افزايش آشكار بهرهوري انرژي نسبت به روشهاي سنتي غيرتطبيقي ميشود. اين مطالعه پايهاي نظري و عملي استوار براي ايجاد لايههاي شبكه هوايي كارآمد در اكوسيستم 6G-IoT فراهم ميكند
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/13
عنوان به انگليسي
OPTIMIZING DRONE‑BASED IOT BASE STATIONS IN 6G NETWORKS USING MULTI-OBJECTIVE GENETIC ALGORITHM
تاريخ بهره برداري
2/16/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مصطفي الجميلي
چكيده به لاتين
With the aim of achieving pervasive and intelligent connectivity, the transition to the sixth generation (6G) of wireless communication networks represents a paradigm shift in the global telecommunications industry. However, one of the challenges of this generation is the "coverage gap" that has been identified in densely populated and rural areas where traditional ground-based base stations are not feasible. Based on their mobility and ability to create line-of-sight (LoS) communications necessary for high-frequency 6G communications, this thesis proposes the use of Drone Base Stations (DBS) to fill this gap.
The research work proposes a State-Adaptive Multi-Objective Genetic Algorithm (SAMOGA) to enhance 3D placement and resource allocation in order to address the significant trade-off between network performance and the limited battery life of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The proposed invention is based on a dynamic fitness component that varies in real-time according to environmental input such as the variation in IoT traffic requirements and battery state. The SAMOGA framework effectively traverses the large search space to discover Pareto-optimal solutions by taking into account realistic 6G channel models and comprehensive energy consumption models that account for both propulsion and communication energy.
According to simulation data, the suggested SAMOGA achieves a 95% coverage ratio and an average latency of 24.33 ms, hence fulfilling the demanding requirements for ultra-reliable low-latency communications (URLLC). Moreover, the approach yields a clear rise in energy efficiency over conventional non-adaptive methods. This study provides a solid theoretical and practical basis for creating effective aerial network layers in the 6G-IoT ecosystem.
كليدواژه هاي فارسي
شبكههاي 6G , ايستگاههاي پايه پهپادي (DBS) , الگوريتم ژنتيك چندهدفه (MOGA) , اينترنت اشيا (IoT) , بهرهوري انرژي , بهينهسازي جايگذاري سهبعدي
كليدواژه هاي لاتين
6G Networks , Drone Base Stations (DBS) , Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA) , Internet of Things (IoT) , Energy Efficiency , 3D Placement Optimization
Author
Mustafa Aljumaili
SuperVisor
Dr. Javad Vahidi