مكان‌يابي داخلي مبتني بر سطوح هوشمند قابل‌پيكربندي در ارتباطات امواج ميلي‌متري با استفاده از شبكه‌هاي عصبي گرافي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

با توجه به رشد روزافزون تقاضا براي خدمات ارتباطي و كاربردهاي مبتني بر مكان‌يابي در شبكه‌هاي بي‌سيم، مكان‌يابي دقيق كاربران به‌ويژه در محيط‌هاي داخلي به يكي از چالش‌هاي اساسي نسل‌هاي جديد شبكه‌هاي مخابراتي تبديل شده است. از آن‌جا كه سامانه‌هاي ناوبري ماهواره‌اي جهاني در فضاهاي داخلي با افت شديد دقت مواجه‌اند، نياز به روش‌هاي جايگزين مبتني بر زيرساخت‌هاي محلي بيش از پيش احساس مي‌شود. در اين ميان، استفاده از نقاط دسترسي بي‌سيم مبتني بر فناوري واي‌فاي در باندهاي فركانسي جديد، به‌ويژه امواج ميلي‌متري، به دليل پوشش گسترده و قابليت ادغام با شبكه‌هاي موجود، گزينه‌اي مناسب به‌شمار مي‌آيد. با اين حال، چالش‌هايي مانند انسداد سيگنال، مسيرهاي خط ديد غيرمستقيم و افت توان دريافتي در فركانس‌هاي بالا، به‌كارگيري فناوري‌هاي نوين را ضروري مي‌سازد. يكي از راهكارهاي مؤثر براي رفع اين محدوديت‌ها، بهره‌گيري از سطوح هوشمند قابل‌پيكربندي است كه با بازتاب كنترل‌شده‌ي سيگنال‌ها، امكان بهبود دقت تخمين موقعيت را فراهم مي‌كنند. در اين پژوهش، يك سيستم مكان‌يابي داخلي سه‌بعدي در محيطي با ابعاد 5*100*100 متر طراحي و شبيه‌سازي شده است. اين سيستم شامل سه نقطه دسترسي مبتني بر واي‌فاي در فركانس 60 گيگاهرتز، پنج سطح هوشمند قابل‌پيكربندي و يك كاربر با موقعيت نامشخص است. فرآيند مكان‌يابي در دو گام صورت مي‌گيرد: ابتدا تخمين اوليه با استفاده از استخراج زمان رسيدن از طريق تبديل فوريه‌ي معكوس و روش تخمين حداكثر درستنمايي، و سپس برآورد مكان اوليه با روش حداقل مربعات مبتني بر اختلاف زمان رسيدن انجام مي‌شود. سپس اين تخمين اوليه به يك شبكه عصبي گرافي چهار ‌لايه مجهز به مكانيزم توجه داده مي‌شود تا با بهره‌گيري از ساختار هندسي شبكه، موقعيت مكاني اوليه كاربر با دقت بهتري تخمين زده شود. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه مدل پيشنهادي توانسته است دقت تخمين اوليه را تا حدود 98% بهبود دهد. اين نتايج بيانگر كارايي بالاي تركيب نقاط دسترسي مبتني بر واي‌فاي با سطوح هوشمند قابل‌پيكربندي و شبكه‌هاي عصبي گرافي در رفع محدوديت‌هاي مكان‌يابي داخلي و دستيابي به ميانگين دقت مجموعه داده آزمون در محدوده 2 سانتي‌متر مي‌باشد.

236993

مخابرات سيستم

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان