ВКР Анализ вероятности покрытия пользователей в беспроводной сети с узлами в виде беспилотных летательных аппаратов

Оригинальность по АП.Вуз на 27 февраля 2023 года более 70%.

Оригинал документа в pdf, конвертация в Word автоматическая (в word могут быть недочеты форматирования, которые вы легко отредактируете).

В двадцать первом веке главная задача в сфере телекоммуникаций – это

обеспечить мобильную связь качественным, быстрым и стабильным сигналом.

Сети мобильной связи вошли в нынешнюю повседневную жизнь в начале XXI

века и стали неотъемлемой её составляющей [6]. В настоящее время в

развитых странах используется мобильная связь 5G, которая обслуживает и

обеспечивает передачу данных на высоких скоростях, достигающих 1 Гбит/с,

чего достаточно для выполнения любых задач пользователя. Прогресс также

не стоит на месте, ученые и специалисты разработали план для внедрения 6G

технологию в 2033 году, который будет внедряться в США, Финляндии и т. д.

В этой выпускной квалификационной работе будет рассматриваться

технология Handover, которая используется в обслуживании абонента во время

вызова или передачи данных от одной точки в другую. Данная технология

является ключевой для большинства стандартов мобильной связи, таких как

Nordic Mobile Telephone (NMT), Global system for mobile (GSM), Long Term

Evolution (LTE) и т. д. Эту технологию можно использовать, также в воздушной

среде (например, на беспилотных летательных аппаратах, или БПЛА), которые

будут создавать более устойчивое, соединение с пользователем,

подключенным на земле.

В первом разделе работы будет рассмотрена технология Handover (Хэндовер),

а также технология Net-Drone.

Во втором разделе работы будет предложена математическая модель

управления БПЛА на основе RSS (Received Signal Strength), которая

контролирует высоту и расстояние каждого дрона. Она определяет бесшовную

вероятность передачу данных (от англ. Seamless Handover Success Probability)

и вероятность ложного инициирования передачи данных (от англ. False

Handover Initiation Probability).

В третьем разделе работы содержится эффективность предполагаемой схемы

на основе критериев бесшовной вероятности и ложной вероятности

инициирования передачи данных на основе RSS.

Список сокращений ................................................................................................ 3

Список обозначений ................................................................................................ 4

Введение ................................................................................................................... 5

1 Технология Handover при помощи Net-Drone ................................................... 7

1.1 Особенности процедуры хэндовера в сетях на БПЛА ............................... 8

1.2 Протокол Mobile IP ...................................................................................... 10

2 Математическая модель сети ............................................................................ 12

2.1 Постановка задачи ....................................................................................... 12

2.2 Вероятность бесшовного хэндовера .......................................................... 14

2.3 Вероятность ложного инициирования передачи данных ........................ 15

2.4 Алгоритм управления покрытием .............................................................. 17

3. Численный анализ ............................................................................................. 19

3.1 Расчет вероятностных характеристик ........................................................ 19

3.2 Моделирование связи RSS и вероятностей ............................................... 21

Заключение ............................................................................................................. 23

Источники .............................................................................................................. 24

Приложение 1 ........................................................................................................ 26

Приложение 2 ........................................................................................................ 27

1. J. Angjo, I. Shayea, M. Ergen, H. Mohamad, A. Alhammadi and Y. I. Daradkeh,

"Handover Management of Drones in Future Mobile Networks: 6G

Technologies," // IEEE Access, vol. 9, pp. 12803-12823, 2021.

2. X. Yan, Y. A. §ekercioglu, and S. Narayanan, “A survey of vertical handover

decision algorithms in fourth generation heterogeneous wireless networks” //

Computer Networks, vol. 54, no. II, pp. 1848-1863, 2010.

3. A. Mishra, M. Shin, and W. Arbaugh, “An empirical analysis of the IEEE

802.11 MAC layer handoff process,” // ACM SIGCOMM Computer

Communication Review, vol. 33, no. 2, pp. 93–102, 2003.

4. M. Tao, F. Liu, and C. Qu, “Optimizing unsatisfactory handover trigger in

heterogeneous vehicular networks,” // International Journal of Distributed

Sensor Networks, vol. 2015, Article ID 205879, 9 pages, 2015. 

5. F. Akyildiz, J. Xie, and S. Mohanty, “A survey of mobility management in next-

generation all-IP-based wireless systems,” // IEEE Wireless Communications,

vol. 11, no. 4, pp. 16–28, 2004. 

6. Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM («Инженерная

энциклопедия ТЭК»). // М., «Эко-Трендз», 2005

7. Рекомендация МСЭ-Т Q.1741.1, стр. 15, 2004.

8. K.-N. Park, B.-M. Cho, K.-J. Park, and H. Kim, ``Optimal coverage control for

net-drone handover,'' // 7th Int. Conf. Ubiquitous Future Network.,

Jul. 2015, pp. 97 99.

9. D. He, C. Chen, S. Chan, and J. Bu, “Secure and efficient handover

authentication based on bilinear pairing functions,” // IEEE Transactions on

Wireless Communications, vol. 11, no. 1, pp. 48-53, 2012.

10. R. Bolla and M. Repetto, “A comprehensive tutorial for mobility management

in data networks,” // IEEE Communications Surveys and Tutorials, vol. 16, no.

2, pp. 812-833, 2014. 

11. Приказ Минкомсвязи РФ от 22.10.2008 N 84 "Об утверждении Правил

применения абонентских станций (абонентских радиостанций) сетей

подвижной радиотелефонной связи стандарта IMT-MC-2000" //

Зарегистрировано в Минюсте РФ 13.11.2008 N 12650\

12. Hans, A., Sharma, A., Kumar, K., & Singh, N. (2014). An overview of handoff

procedure in LTE technology. // 2014 International Conference on Medical

Imaging, m-Health and Emerging Communication Systems (MedCom).

13. Khayrov E.M., Polyakov N.A., Medvedeva E.G. et al. Simulating UAV’s

Movement for Servicing User Groups with a Reference Point in Wireless

Networks. In: Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks

and Systems. // NEW2AN 2020, ruSMART 2020; 2020: pp. 415-425. Lecture

Notes in Computer Science.

14. C. E. Perkins, S. R. Alpert, and B. Woolf, Mobile IP: Design Principles and

Practices, // Addison-Wesley Longman Publishing, 1997.

15. I. F. Akyildiz, J. Xie, and S. Mohanty, “A survey of mobility management in

next-generation all-IP-based wireless systems,”// IEEE Wireless

Communications, vol. 11, no. 4, pp. 16-28, 2004.