الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۲۶
کد مقاله
ELC126
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
نسل پنجم و افق پیش روی – چالش های کلیدی برای شبکه دسترسی رادیویی
نام انگلیسی
۵G On the Horizen – Key Challenges for the Radio-Access Network
تعداد صفحه به فارسی
۲۴
تعداد صفحه به انگلیسی
۸
کلمات کلیدی به فارسی
نسل پنجم, شبکه, دسترسی رادیویی
کلمات کلیدی به انگلیسی
۵th Generation, Radio Access, Network
مرجع به فارسی
مجله فناوری نقلیه ای IEEE
مرجع به انگلیسی
IEEE VehIcular Technology Magazine
کشور
ایالات متحده
نسل پنجم و افق پیش روی – چالش های کلیدی برای شبکه دسترسی رادیویی
چکیده
با جهت گیری به سمت پیاده سازی سیستم پهن باند بی سیم/ سیار نسل پنجم (۵G)، ابزارها و شبکه های بسیاری به یکدیگر متصل شده و در این ارتباط شاهد افزایش تدریجی نیازهای ترافیکی می باشیم. بر این مبنا، حالت ناهمگنی یا عدم تجانس به عنوان نوعی ویژگی تلقی می شود که احتمالاً در ارتباط با دنیای در حال ظهور بی سیم مد نظر است. علت چنین پدیده ای را می توان کاربرد سلول های دارای اندازه های متفاوت و نقاط دسترسی با ویژگی ها و فناوری های مختلف و لزوم استفاده از آنها در محیط عملیاتی ذکر کرد. شبکه های بی سیم به ضروریات خاصی نیاز دارند که می بایست آنها را حاصل آورد. در این ارتباط، رویکردهای مرتبط با فراهم آوردن ویژگی های هوشمندی به وسیله جامعه تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته اند. این اطلاعات و ویژگی های هوشمندانه قابلیت فراهم آوردن راه حل های کم هزینه و راهکارهایی که در آنها مصرف کم انرژی مدنظر هستند را خواهد داشت، بگونه ای که می توان یکسری از ویژگی های خاص کاربردی، خدماتی و پارامترهای مربوط به کیفیت را به خوبی حاصل آورد. علی الخصوص، ارائه فرآیند هوشمندی در زمینه پیاده سازی شبکه ناهمگن و شبکه دسترسی رادیویی ابری (RNA) مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت، توضیحاتی در خصوص فناوری های فعال نوظهور جهت بکارگیری پارامتر هوشمندی با توجه به مفاهیم اخیر شبکه های تعریف شده نرم افزاری (SDN) و مجازی سازی تابع شبکه (NFV) به عنوان یک نکته تمرکز مطالعاتی مدنظر قرار خواهند گرفت.
نسل پنجم چالش های شبکه دسترسی رادیویی
دنیای بی سیم به طور فزاینده ای به دنبال یافتن نوعی مدیریت موثر و کارآمد زیر ساختارهای ناهمگن به منظور برآورده سازی نیازهای آتی اینترنت (FI) [1-4]، برحسب صرفه جویی در هزینه و مصرف انرژی، می باشد. اپراتورهای شبکه بی سیم سعی در راضی نگه داشتن نیازهای فزاینده ترافیکی مشتریان [۵] از طریق پیاده سازی سلول های دارای اندازه های مختلف (غالباً سلول های کوچک)، به جای بکارگیری تنها ایستگاه های ماکروبیس متعارف (BSs) می نمایند. کلیه این سلول ها تشکیل دهنده اجزای زیر ساختارهای ناهمگن یا غیر متجانسی می باشند، که می بایست از طریق ارائه رویه های هوشمندانه آنها را بطور کارآمدی مدیریت نمود.
بر این مبنا، ارتباطات بی سیم می بایست به طور مناسبی قابلیت مخاطب قرار دادن چالش های کلیدی و ضروریات نشات گرفته از رویکردهای متعدد جامعه، محیط، اقتصاد و کاربران را داشته باشد و علاوه بر این اپراتورهای این عرصه نیز می بایست به صورت موفقیت آمیزی قابلیت ارائه نوعی نگرش جامع، فراگیر و پایدار برای جامعه را داشته باشند. شبکه های آتی می بایست از قابلیت کار با مضامین پیچیده عملیاتی، با میزان ترافیک ده برابری، برخوردار باشند [۶]، و علاوه بر آن بتوانند از سطوح تحرک مختلف و تداخلات گوناگون بهره جویند. به علاوه، باید قابلیت پاسخگویی به ضروریات متعدد، شامل رضایت از کیفیت موارد تجربه شده (QoE)، انجام پروسه ها و عملیات کارآمد از نظر انرژی (۹۰% ارتقاء تا سال ۲۰۲۰ [۷])، کارآمدی منابع و کارآمدی از نظر هزینه، نیز وجود داشته باشد.
با در نظرگیری یک رویکرد جامع در ارتباط با تعیین این ضروریات، با توجه به پیچیدگی ها و ناهمگنی زیر ساختارها، از یک شاخص مکاشفه ای در ارتباط با چالش های کلیدی استفاده شده است که سبب ایجاد انگیزه و تحرک برای شبکه های بی سیم نسل بعد خواهد شد. جهت مخاطب قرار دادن این چالش های کلیدی، نیاز جهت حاصل آوردن پهنای باند سیار ارتقاء یافته نسل بعد از طریق بکارگیری ویژگی های هوشمندی به منظور یافتن نوعی پیکربندی بهینه سیستمی که قابلیت به حداکثر رسانی مزیت های این راهکار را داشته باشد و بتواند ما را به سمت پیاده سازی توام با موفقیت و ایجاد دنیای بی سیم قدرتمند رهنمون سازد به عنوان یک مولفه ضروری احساس می شود.
نسل پنجم چالش های شبکه دسترسی رادیویی
نگاهی به دنیای بی سیم نسل پنجم (۵G)
شکل ۱ نشان دهنده نگاهی به دنیای بی سیم با استفاده از سیستم پهن باند بی سیم/سیار نسل پنجم می باشد. دستورالعمل های فنی خاصی در این ارتباط مشخص شده اند به گونه ای که قابلیت حاصل آوردن ویژگی های مناسب منابع به صورتی کارآمد وجود داشته باشد و بتوان نسبت به فراهم آوردن برنامه های کاربردی مناسب و تقویت پارامتر هوشمندی اقدام نمود.
سیر تکامل فناوری های دسترسی رادیویی
اولین جهت گیری در ارتباط با ارتقای تدارک سرویس و فراهم آوردن کارآمدی در هزینه ها پیمودن سیر تکاملی از نسل دو (۲G) به نسل سوم (۳G) و متعاقباً نسل چهارم (۴G) یا نوعی پیشبرد سیر تکاملی دراز مدت (LTE)– پیشرفت ارتباطات سلولی/ سیار می باشد. فناوری های ۳G و ۴G به عنوان نکته تمرکز فرآیندهای استاندارد سازی پروژه مشارکت ۳G (۳GPP) به شمار می آیند [۹]. به صورت موازی شاهد ارائه شبکه های بی سیم متفاوت دیگری تحت عناوین سیستم های پهن باند محلی/ شهری/ شخصی بوده ایم که با توجه به محتوای IEEE استاندارد شده اند [۱۰]. این سیر تکامل به طور ابتدا به ساکن به عنوان برآیند توسعه فناوری های پیشرفته دسترسی رادیویی (RATs) تلقی میشود، که ما را از دسترسی متعدد بخش فراکانس/ زمان (FDMA/TDMA) و دسترسی متعدد بخش کد پهنای باند (WCDMA) به سمت طرح های دسترسی متعدد بخش فرکانس متعامد (OFDMA) راهنمایی کرده است. با توجه به کارآمدی هزینه، این ویژگی در ابتدا جهت ارتقای کاربرد منابع (طیف و دیگر منابع رادیویی) به کار گرفته شده است.
کاهش اندازه سلول
جهت گیری تکاملی دیگر، کاهش متوالی اندازه های سلول هایی می باشد که اقدام به پیاده سازی آنها می نمائیم. هدف از این جهت گیری ارتقای ظرفیت و هزینه منابعی می باشد که از آنها استفاده نموده ایم (همانند کاربرد طیف). بنابراین، سلول هایی با اندازه های متغیری وجود دارند که از محدوده ای از سلول های ماکرو / بزرگ تا لغایت مدرن ترین سلول های کوچک را تحت پوشش قرار داده اند [۱۱]، و قابلیت فراهم آوردن ارتقای معنی داری در ظرفیت (با هزینه کمتر در مقایسه با ماکروسل ها) را دارند.
زیر ساختارهای بی سیم کامپوزیت
جهت گیری سوم، که تقریباً ده سال قبل ظهور نمود به دنبال عملیات مشترک و اکتشاف توام موارد ناهمگن، بر حسب RATهای تشکیل دهنده، همراه با زیرساختار دسترسی بی سیم، می باشد. این جهت گیری ما را به سمت مفهوم زیر ساختارهای بی سیم کامپوزیت یا ترکیبی هدایت نموده است. بخش معنی دار این کار در بخش امورات داخلی سیستم های سلولی با شبکه های محلی بی سیم (WLANs) می باشد. این ویژگی به طور ابتدا به ساکن به دنبال ارتقای ویژگی های کاربردی (همانند سیستم های کاربردی که می توان آنها را از طریق مناسب ترین شبکه بی سیم ارائه نمود) بوده است.
نسل پنجم چالش های شبکه دسترسی رادیویی
پیاده سازی شبکه ناهمگن
در ارتباط با جهت گیری فوق می توان به ویژگی های شبکه های ناهمگن نیز اشاره داشت [۱۲]، که هدف اولیه آنها افزایش کارآمدی هزینه می باشد. بر خلاف الگوی بی سیم کامپوزیت که اقدام به شامل سازی RATهای متنوع مینماید، یک شبکه ناهمگن بر مبنای یک استاندارد سلولی می باشد، همانند فرضیه های ما، ۴G/LTE – پیشرفته (با این حال، تحت شرایط خاص، مخصوصاً حاکمیت عملگر، می توان از استانداردهای IEEE نیز استفاده نمود).
نسل پنجم چالش های شبکه دسترسی رادیویی
مدیریت طیف انعطاف پذیر
جهت گیری پنجم، همچنین هدف ارتقای کاربرد منابع را دنبال می نماید و تحت عنوان مدیریت طیف انعطاف پذیر مدنظر است [۱۳]. بر حسب مرجع [۱۳]، اپراتورهای شبکه دارای آزادی عمل جهت تخصیص انعطاف پذیر طیف به RATهای مورد نظر می باشند و قابلیت اجرای یک RAT در باندهای طیف مختلف را نیز خواهند داشت. ذکر این نکته ضروری است که برخی از المان های کلیدی وجود دارند که قابلیت فراهم آوردن این انعطاف پذیری را خواهند داشت، نظیر فریم بندی مجدد طیف، که اجازه داشتن باندهای طیف خنثی فناوری را می دهد و قابلیت ایجاد ارتباط در یک RAT خاص در باندهای فرکانس مختلف را نیز بوجود می آورد. به علاوه، جز کلیدی دیگر دسترسی طیف فرصت طلبانه می باشد، که در آن به کاربران ثانویه اجازه داده می شود تا به صورت مستقل اقدام به مشخص نمودن باندهای طیف استفاده نشده در یک زمان و مکان مشخص نموده و از آنها استفاده کرده و در عین حال تداخلات مضری برای دارندگان مجوز اولیه ایجاد نکنند (همانند از طریق بهره برداری از آنچه تحت عنوان فضاهای سفید TV خوانده می شود، که به بخش هایی از این طیف اشاره دارد که به صورت بدون استفاده مانده اند، که علت چنین موردی آن است که در حال حاضر هیچ دارنده مجوزی برای آنها وجود ندارد و یا آنکه آنها عامدانه بدون مصرف به عنوان باندهای محافظ بین کانال های تلویزیونی مختلف رها شده اند).
ارتباطات ابزار به ابزار و M2M
جهت گیری مهم دیگری که می توان آن را فراتر از ویژگی های نسل های ۴G و ۵G در نظر گرفت، ایجاد ساختارهای شبکه ای پویا می باشد که شامل تجهیزات به هم متصل شده کاربران نهایی [مفهوم ابزار- به- ابزار (D2D)] یا چندین ماشین/حسگر/ راه انداز [در مضمون اینترنتی موضوعات (IoT)] می باشد. کلیه این ویژگی های دینامیکی شبکه دارای هم زیستی با زیر ساخت های دسترسی تکامل یافته می باشند. به علاوه، ترافیک ایجاد شده از کاربردهای M2M مختلف را می بایست به طور درست برای نقاط دسترسی بدون بوجود آمدن انباشتگی بیش از حد تخصیص داد. بنابراین، مکانیزم های مدیریت شناختی و هوشمندانه مورد نیاز می باشند تا قابلیت کنترل کارآمد و مدیریت مناسب کلیه ابزارهای شبکه همانگونه که به وسیله [۱۵] پیشنهاد شد را داشته باشد.
بررسی مفاهیم RAN و ابرهای سیار
جهت گیری دیگری که اخیراً دنبال شده است به منظور ارتقای کارآمدی هزینه می باشد. این جهت گیری بر روی مفاهیم ابری تاکید دارد. منطق این کار بدین صورت عنوان می شود که می بایست قابلیت صرفه جویی مجموع هزینه های مالکیت (مخصوصاً هزینه های سرمایه ای و عملیاتی) به وجود آید و برای این کار می بایست شبکه های بی سیم بر مبنای اصول ابری باشند. چنین موردی از طریق استفاده مشارکتی از منابع ذخیره سازی و محاسباتی امکان پذیر است. بنابراین، مخازن مشترک برای عملکرد شبکه را می بایست به کار گرفت تا از پیاده سازی متعدد مولفه های یکسان جلوگیری شود. شکل ۲ نشان دهنده چنین مفهومی می باشد، که در آن سلول های ماکرو و سلول های کوچک (همانند مثال اتصال به تیر چراغ) قابلیت استفاده از منابع مشترک از طریق اکتشاف مفهوم RAN را دارند.
نسل پنجم چالش های شبکه دسترسی رادیویی
معرفی ویژگی هوشمندی
معرفی ویژگی های هوشمندی در ارتباط با شبکه های نسل پنجم بر مبنای پیچیدگی شبکه های ناهمگن و RANها از طریق مشخص نمودن و فراهم آوردن راه حل هایی برای تعامل موثر با چنین مفاهیمی مدنظر می باشد. بنابراین، این نوع هوشمندی که برای مدیریت عملکرد RAN ضروری است در ارتباط با پیکر بندی RAN بهینه و ارائه یک راه حل خاص می باشد. ورودی در چنین موقعیت هایی متشکل از اطلاعات مرتبط با ترافیک، سطوح تحرک و سطوح تداخل است که مترادف با مفهوم پیچیده عملیات بحث شده قبلی می باشد، چنین موردی خود در ارتباط با عناصر فیزیکی و فرستنده و گیرنده بر روی سیستم ابری می باشد. بر این مبنا فرآیند هوشمندی خود منجر به ایجاد تصمیماتی در ارتباط با موارد ذیل خواهد شد: ۱) پیکربندی سلول و تخصیص منابع، و توزیع ترافیک به سلول ها، ۲) فعال سازی حجم/ نوع مناسب مولفه های کاربردی/ نرم افزاری مورد نیاز جهت کار با موقعیت های مختلف، ۳) تخصیص مولفه های کاربردی برای المان های فیزیکی، و ۴) بهترین ارتباطات بین گیرنده ها و فرستنده ها و المان های فیزیکی و بهترین اتصالات بینابینی بین المان های فیزیکی. با توجه به این موارد شاهد وجود نوعی گوناگونی در پیکربندی شبکه بی سیم هستیم که برای کار با موقعیت های مشخص مناسب می باشد.
فن آوری های فعال کننده نوظهور اصلی
در بخش های فرعی ذیل، فن آوری های نوظهور خاص برای کاربرد هوشمندی در زمینه ارتباطات نسل پنجم مورد بررسی قرار می گیرند. این فن آوری ها شامل SDN و NFV هستند. هر دو فن آوری ها به نظر دارای تاثیر معنی داری بر روی تحقیقات آتی می باشند. از طریق SDN و NFV، یکی از مزیت های اصلی در ارتباط با ارضای نیازهای اپراتورهای شبکه شتاب گیری نوآوری خدمات می باشد. یک کاهش منطبق در هزینه های ابزار، همراه با کاهش میزان مصرف برق و فضا (به دلیل آنکه یک سرور قابلیت میزبانی چندین ابزار شبکه مجازی را خواهد داشت) نیز جزء مزیت های محتمل در ارتباط با NFV می باشد [۱۸].
شبکه سازی تعریف شده – نرم افزاری
برحسب مرجع [۱۹]، SDN بعنوان یک معماری شبکه نوظهور با استفاده از یک کنترلر شبکه متمرکز در یک سطح کنترلی بشمار می آید که مسئول تخصیص ترافیک به المان های شبکه در یک سطح قابل توزیع داده های شبکه، همانگونه که در شکل ۴ توصیف شده است، می باشد. کنترلر شبکه بطور متمرکز اقدام به کنترل وضعیت هوشمندی و حالت های کل شبکه می نماید. بنابراین، کنترلر شبکه قابلیت هدایت مناسب ترین قواعد کنترل مسیریابی به سمت ابزارهای شبکه ناهمگن از فروشندگان مختلف را خواهد داشت. از طریق رابط شمالی، کنترلر شبکه قابلیت فراهم آوردن نوعی نگرش یکپارچه جهانی و منابع مرتبط با شبکه برای سیستم های کاربردی لایه فوقانی شبکه همانند یک سوئیچ منطقی واحد را خواهد داشت. بنابراین، سیستم های کاربردی نوین شبکه را می توان به آسانی ایجاد نموده، مورد تست قرار داد و در یک زمان کوتاهی آنها را پیاده نمود.
به سمت مجازی سازی توابع شبکه
یک فن آوری مکمل برای SDN قبلا ذکر شده تحت عنوان NFV بشمار می آید که قابلیت فراهم آوردن زیرساختاری را خواهد داشت که با استفاده از آن SDN قابلیت اجرا را به دست می آورد. فن آوری NFV تقریبا در حال تکمیل بوده و با کاربرد در زیرساخت های شبکه انتها به انتها با توجه به تکامل فن آوری های استاندارد مجازی سازی IT قابلیت یکپارچه سازی بسیاری از ابزاره های شبکه ناهمگن در سرورهای حجیم استاندارد، سوئیچ ها و منابع ذخیره کننده را خواهد داشت [۲۳].
نسل پنجم چالش های شبکه دسترسی رادیویی
نتیجه گیری
این مقاله نگاه خود را معطوف به ارائه هوشمندی در شبکه های نسل پنجم سیستم های پهن باند بی سیم / سیار نموده و مضامین پیچیده عملیاتی و ضروریات الزامی نظیر QoE، کارآمدی انرژی، کارایی هزینه و کارآمدی منابع را مورد بررسی قرار می دهد.
بر مبنای این فرضیه ها، این تحقیق در ارتباط با رویکردهایی می باشد که می توان آنها را بعنوان نوعی فرآیندهای تکاملی توصیف نمود که در بردارنده سیر تکامل قواعد توارثی و ویژگی های نوظهور مرجع شبکه های بی سیم می باشند. در عین حال، ارائه هوشمندی در ارتباط با زیرساخت های ناهمگن مورد مطالعه قرار گرفته است که خود جهت تقویت موقعیت اپراتورها در محیط رقابتی ارتباطات از راه دور الزامی می باشد.
هوشمندی مرتبط با فرآیند پیاده سازی شبکه ناهمگن شامل تصمیم گیری بر روی سلول های دارای اندازه های مختلفی می باشد که مورد استفاده قرار می گیرند و علاوه بر این مواردی چون طیف و تخصیص توان ارسالی نیز در ارتباط با آنها ارائه شده است. از طرف دیگر، هوشمندی مرتبط با تصمیم گیری RAN شامل حجم / نوع مولفه های کاربردی که می بایست آنها را فعال ساخت، المان های فیزیکی ابری که در ارتباط با آنها می بایست قابلیت کاربرد پذیری مناسب را اعمال داشت و همچنین اتصالات بینابینی، از جمله مباحث مطرح شده در این باب می باشند.
بعلاوه، فن آوری های فعال کننده نوظهور نیز مورد بحث قرار می گیرند، شامل SDN و NFV. این فن آوری ها می بایست تاثیر معنی داری بر روی آینده نزدیک داشته باشند چرا که آنها منجر به ارتقای هوشمندی شبکه و برنامه پذیری آنها می گردند. در عین حال، این انتظار وجود دارد که آنها منجر به پیاده سازی بهتر و اشتراک مناسب تر منابع سخت افزاری از طریق فرآیند مجازی سازی شوند. بعلاوه، تاثیر مثبت بر روی هزینه های سرمایه ای و عملیاتی اپراتورها نیز در نتیجه کاربرد کارآمدتر منابع مدنظر خواهد بود.
در نهایت، اتخاذ سیستم های نسل پنجم از بازار را می توان با توجه به دو ویژگی مدنظر قرار داد. چنین موردی می تواند بصورت تدریجی یا تفکیکی باشد. رویکرد تدریجی بوسیله ارائه ویژگی های مرتبط با هوشمندی توصیف می شود. از طرف دیگر، رویکرد تفکیکی را می توان مدنظر قرار داد، همانند موارد دراز مدت (پس از یک دهه)، به هنگامی که سودهای مکفی و بازده سرمایه گذاری بوسیله سیستم های توارثی نسل چهارم بالغ حاصل شده باشند. اپراتورها نیز تمایل خواهند داشت تا نسبت به سرمایه گذاری بر روی ابزارهای به روز رسانی شده اصلی (سخت افزار و نرم افزار) اقدام نمایند.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
