مشکلی به نام آنتن ندادن وجود ندارد

چرا آنتن نمی دهد؛ احتمالا این جمله را در روز بارها تکرار می کنید. آیا پاسخی برای آن پیدا کرده اید؛ در حقیقت همه آنهایی که در ایران از تلفن همراه استفاده می کنند ، می دانند که سالهاست این پرسش بی پاسخ مانده است.

کد خبر: ۱۱۱۱۵۳

در واقع کسانی که تلفن همراه می خرند، می دانند که نباید از آن توقع زیادی داشته باشند. تعریف تلفن همراه در ایران این است: وسیله ای که گاهی اوقات آنتن می دهد و گاهی اوقات نه ؛ اما به نظر می رسد با طراحی و ساخت نرم افزار جدیدی برای بهینه سازی انتشار امواج و توزیع فرکانس ارتباطات سیار از این پس ، این تعریف به طور کلی تغییر کرده است و پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف موفق شده اند به کمک این نرم افزار مشکل آنتن دهی ضعیف شبکه تلفن همراه را در مناطق مختلف کشور رفع کنند. برای آن که از ویژگی ها و توانایی های نرم افزار طراحی شده موسوم به Hiplan بیشتر بدانیم ، گفتگویی با دکتر فروهر فرزانه ، استاد مخابرات مایکروویو و رادیویی دانشگاه صنعتی شریف و مشاور علمی این طرح انجام داده ایم.

دلیل اصلی برای طراحی این نرم افزار چه بوده است و به طور کلی چرا مشکل آنتن ندادن در بعضی مناطق وجود دارد؛

انتشار امواج میان سایت های (BTS دکل های آنتن مخابرات سیار) و گیرنده ها در سطح شهرها با توجه به وجود پستی و بلندی های طبیعی و عوارض ساختمانی در شهر، مقوله ای بسیار پیچیده در ارتباطات سیار است. در این خصوص برای برطرف کردن این مشکل تاکنون مدلهای متنوعی به منظور انتشار سطح سیگنال به وسیله دکل های BTS در هر منطقه ای از شهر بر حسب جهت و فاصله گیرنده فرکانس های مخابراتی داده شده است.

این نرم افزار چیست و چطور می تواند به بهبود انتشار امواج و فرکانس های ارتباطات سیار کمک کند؛

این نرم افزار یک بسته طراحی ، تحلیل و بهینه سازی شبکه رادیویی سیار محیط شهری است. هدف از کاربرد این نرم افزار رسیدن به کیفیت خدمات مناسب به همراه کاهش هزینه ها در نصب و نگهداری سیستم های ارتباطی سیار است ؛ البته پیش از هرگونه طراحی ، ابتدا لازم است پیش بینی دقیقی از شیوه انتشار امواج فرستنده های تلفن همراه در محیط شهری به دست آید. این اطلاعات برای محاسبه سطح سیگنال و مقدار تداخل در سلول ها به کار می آید. همچنین با حساب کردن ترافیک مناطق مختلف شهری می توان تعداد کانال های تخصیص یافته را تعیین کرد و در نهایت به چگونگی خدمات مناسب رسید.

نرم افزاری که شما موفق به طراحی و ساخت آن شده اید، از چه بخشهایی تشکیل شده است؛

مبنای کار این نرم افزار نقشه های دیجیتالی اراضی است که پس از درآمدن به صورت فرمت های قابل قبول در این نرم افزار طراحی شده که به HIplan موسوم است ، استفاده می شود. بخش مهم نرم افزار مدلهای انتشار امواج مختلفی است که در مخابرات سیار به کار می روند، این مدلها از سوی مهندسانی که آنها را به کار می برند در نرم افزار تعبیه می شوند و به وسیله کاربر قابل انتخاب هستند. ضمن آن که نرم افزار بخشهای دیگری برای تعیین توزیع سلول ها و ایستگاه های پایه ، تعیین سطح سیگنال و تداخل ها، برنامه ریزی فرکانس و بهینه سازی دارد. به طور کلی باید گفت این نرم افزار می تواند بسیاری از مشکلات پیش روی مهندسان طراحی مخابرات را از میان بردارد.

یکی از مزایایی که برای این نرم افزار عنوان شده ، ارائه الگویی بهینه برای توزیع سطوح سیگنال های ارسالی است که در کنار مزایای دیگری همچون بهینه سازی برنامه ریزی فرکانس و استقرار سلولهای مخابراتی ، ویژگی حائز اهمیتی به نظر می رسد ؛ اما به طور دقیق Hiplan چگونه می تواند این الگوی بهینه را ارائه کند؛

مدلهای انتشار امواج در محیط شهری بیشتر مدلهایی آماری تجربی هستند ؛ زیرا به دلیل پیچیدگی محیط شهری و عوارض آن مانند ساختمان های مسکونی ، خیابان ها و کوچه ها، برجها و دکلها، درختان ، خودروها و... که در حال تغییر هم هستند، نمی توان مدل قطعی ارائه کرد که سطح سیگنال را در هر نقطه از فضا به صورت دقیق ارائه کند. اما سالها تجربه کاربرد مخابرات سیار در محیطهای شهری مختلف و اندازه گیری های وسیعی که در این زمینه انجام گرفته است ، منجر به این شده است که مدلهای آماری تجربی مناسبی برای همه نوع محیط شهری به دست بیاید. در نرم افزار Hiplan طیف وسیعی از این مدلها به کار گرفته شده است. ضمن آن که چون اندازه گیری های گوناگونی به وسیله شرکت سازنده این نرم افزار در سطح شهر تهران صورت گرفته است ، امکان تنظیم کردن یا tuning مدلها نیز وجود دارد که به دقت کارآیی آن می افزاید.

سلولهای مخابراتی چه تعریفی دارند و چه نقشی در تداخلات فرکانسی ایفا می کنند؛

شعاع پوشش ارتباطات بی سیم دکلهای BTS که به طور معمول به یک یا 2 کیلومتر می رسد، بیانگر یک سلول در سطح شهر است که این دکلها هم عملیات اتصال امواج فرستنده و گیرنده را به شبکه انجام می دهند. تاکنون با توجه به گستردگی سلولهای مخابراتی در سطح شهر، عملکرد متفاوت آنها و ارائه فرکانس های متنوع ، امکان تداخل فرکانس های ارسالی میان هر چند سلول مخابراتی وجود داشت.

Hiplan چگونه می تواند تداخل فرکانس های ارسالی میان چند سلول مخابراتی را رفع کند؛

در نرم افزار Hipan بنا بر سطح سیگنال بهترین سلول خدمات دهنده و بنابر سطح تداخل سلولهای همسایه معین می شوند، سپس در برنامه ریزی فرکانس ، فرکانس های تخصیص یافته به هر سلول ، طوری تعیین می شوند که اندازه سطح سیگنال به تداخل در کل سلولهای شهری بیشتر شود. این کار به وسیله یک الگوریتم ژنتیک انجام می گیرد.

Hiplan چگونه و براساس چه معیارهایی پارامترهای لازم را برای طراحی ارائه می کند؛

در طراحی شبکه های مخابراتی سیار، پارامترهایی چون ساختار سلولی ، فرکانس ، کانال ، مقدار پوشش و اندازه تداخل ، شیوه استفاده مجدد فرکانس ، چگالی ترافیک و کاربری اراضی ، اندازه تحرک و Hand over مهم هستند. این نرم افزار به طور کامل به صورت گرافیکی طراحی شده است به کاربر یا مهندس طراح این امکان را می دهد که در قالب پنجره های گرافیکی بتواند پارامترهای مورد نیاز خود را وارد کند و به طور مستقیم در صفحه نمایش نتایج تغییرات را به صورت گرافیکی مشاهده کند.

آیا استفاده از این نرم افزار یا چیزهای مشابه آن تاکنون در دنیا مطرح بوده است؛

البته ، چنین نرم افزارهایی از چند سال پیش و به صورت زیاد از دهه 1990 در جهان مطرح بوده است. کشورهای پیشتاز در این زمینه کشورهای اسکاندیناوی ، کشورهای اروپایی و امریکای شمالی بوده اند. اما طرح و توسعه چنین نرم افزاری در کشور ایران کم سابقه بوده است.

کار مطالعاتی و تحقیقاتی این طرح از چه زمانی شروع شده و در حال حاضر طراحی آن در چه مرحله ای است؛

تدوین این نرم افزار، ابتدا در قراردادی میان صنایع نوین و 2 شرکت ایرانی در سال 1383 مطرح شد. کار روی این نرم افزار هم از سال 1384 شروع شده است و تاکنون ادامه دارد. در این کار من به عنوان مشاور علمی فعالیت داشته ام و آقایان دکتر علی فتوت ، مهندس کاوه همایون فر، مهران عطامنش ، ایثار مصطفی نژاد، معراجی و میثاقیان در طراحی و تدوین آن نقش اساسی داشته اند. ما امیدواریم اولین نسخه تجاری این نرم افزار برای استفاده مهندسان مشاور و طراحان شبکه مخابرات سیار، ظرف یک ماه آینده به بازار عرضه شود، البته در نظر داریم نسخه های جدیدتر و کامل تری از این نرم افزار که توانایی تحلیل GTO و Ray Tracing را دارد، برای سال آینده عرضه شود. در ضمن باید اشاره کنم که به کمک این نرم افزار ارتباطات دید مستقیم مایکروویو (LOS Radio) را هم می توان طراحی کرد و قرار است این نرم افزار در بازار مخابرات ایران عرضه شود.

پاسخگویی به ترافیک ارتباطات بی سیم

نرم افزار طراحی شده روی نقشه دیجیتالی زمین و بر مبنای کاربری اراضی اعم از مسکونی ، تجاری ، صنعتی ، محیطهای باز و... مقدار چگالی ترافیک بر واحد سطح را در نظر می گیرد و با توجه به شیوه توزیع سلولها در هر منطقه ، تعداد فرستنده و گیرنده هایی را که روی هر دکل ایستگاه پایه باید نصب شوند محاسبه می کند. به یقین اگر پوشش ایستگاه پایه و مقدار ترافیک به درستی محاسبه شوند، کیفیت خدمات هم مناسب خواهد بود. به طور کلی باید گفت نرم افزار طراحی شده با شناسایی تعداد فرستنده و گیرنده متصل به هر دکل BTS با تعیین سطح سیگنال و مقدار چگالی ترافیک در محل سلولهای مخابراتی و با در نظر گرفتن تعداد مشترکان تحت پوشش دکل خاصی از BTS و مدت زمان مکالمات تلفنی این مشترکان با بیان پارامترهایی مانند شناسایی حجم ترافیکی و فرکانس هایی که به دکل ارسال می شود، نقش بسزایی در کاهش نرخ رو کردن مکالمات و افزایش اطمینان پذیری آن ایفا می کند.