Поиск оптимальных точек расположения сетевых устройств для беспроводных сетей с учетом траекторий движения абонентов и распространения сигнала

Автор(ы): Блинова О.В.

Выпуск: 95

Рубрика: Программы и системы моделирования объектов, средств и систем управления

Год: 2022

Библиография: Блинова О.В. Поиск оптимальных точек расположения сетевых устройств для беспроводных сетей с учетом траекторий движения абонентов и распространения сигнала // Управление большими системами. Выпуск 95. М.: ИПУ РАН, 2022. С.136-151. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2022.95.8

Дата опубликования: 31.01.2022

Ключевые слова: сети беспроводной связи, сети связи с неполным покрытием, связь на сложном рельефе, сети связи быстрого развертывания, расположение сетевых устройств

Аннотация: Использование беспроводных сетей в качестве временного решения для обеспечения связью участников ряда работ или мероприятий затруднено сложностью и дороговизной проектирования подобных сетей. Но отсутствие связи в экстремальных условиях может привести к гибели людей даже при наличии других ресурсов для обеспечения безопасности. Существуют сетевые устройства и оборудование, позволяющие обеспечить беспроводную связь даже в самых труднодоступных районах, но для их эффективного использования нужен анализ целесообразности их расположения в конкретных местах и возможность оценить работоспособность сети в целом. Существующие средства автоматизированного проектирования ориентированы на создание сетей внутри помещений и не имеют достаточных средств для проектирования сетей в условиях дефицита сетевого оборудования. Рассмотренная в работе система разработана для упрощения и ускорения проектирования беспроводных сетей на открытой местности со сложным рельефом. Решается проблема обеспечения связью абонентов, передвигающихся по заданным маршрутам, при ограниченном наборе сетевого оборудования путем поиска оптимальных мест его расположения и анализа обеспечиваемого уровня связи для каждой заданной точки маршрута. Используется алгоритм на основе градиентного спуска и две фазы поиска оптимального расположения устройств. Результаты моделирования отображаются графически на трехмерном рельефе, а также в табличной форме, совместимой с табличными процессорами для дальнейшей обработки. Создан модуль оцифровки рельефа на основе топографических карт или схем.

Author(s): Blinova O.

Article title: Search for optimal locations of network devices for wireless networks, taking into account the trajectories of the abonents and signal propagation

Issue: 95

Year: 2022

Keywords: wireless communication networks, communication networks with incomplete coverage, communication on complex terrain, rapid deployment communication networks, location of network devices

Abstract: The use of wireless networks as a temporary solution for providing communication to participants of a number of works or events is complicated by the complexity and high cost of designing such networks. But the lack of communication in extreme conditions can lead to the death of people even if other resources are available to ensure security. There are network devices and equipment that allow providing wireless communication even in the most inaccessible areas, but for their effective use, an analysis of the feasibility of their location in specific places and the ability to assess the performance of the network as a whole is needed. The existing computer-aided design tools are focused on creating indoor networks and do not have sufficient funds for designing networks in conditions of a shortage of network equipment. The system discussed in the report is designed to simplify and accelerate the design of wireless networks in open areas with complex terrain. The problem of providing communication to subscribers traveling along specified routes with a limited set of network equipment is solved by searching for optimal locations and analyzing the provided communication level for each specified route point. An algorithm based on gradient descent and two phases of searching for the optimal location of devices are used. The simulation results are displayed graphically on a three-dimensional relief, as well as in a tabular form compatible with tabular processors for further processing. A module for digitizing terrain based on topographic maps or diagrams has been created.