Технології оптимізації каналу передачі даних у безпровідних мережах стандарту 802.11
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація складається з 98 сторінок, в якій міститься 22 рисунки, 22 таблиці, використано 29 джерел.
Актуальність. Сучасний розвиток цифрових технологій та зростання кількості бездротових пристроїв створюють значні виклики для продуктивності Wi-Fi мереж. Безпровідні мережі стандарту 802.11 є основою для багатьох галузей, включаючи побутову автоматизацію, корпоративні системи, IoT та інфраструктуру розумних міст. Однак, зі збільшенням кількості підключених пристроїв та обсягів переданих даних, мережі стикаються з такими проблемами, як обмеження спектра, висока інтерференція та зростання навантаження на канали передачі даних.
Попри впровадження нових стандартів Wi-Fi 6 та Wi-Fi 7, які покликані вирішувати ці проблеми, залишається необхідність у розробці ефективних методів динамічної оптимізації параметрів мережі для забезпечення стабільної продуктивності в умовах реального часу. Інтеграція методів машинного навчання для прогнозування параметрів мережі та адаптації її налаштувань відкриває нові можливості для вдосконалення безпровідних технологій, що підкреслює актуальність даного дослідження.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась на кафедрі КЕОА та повністю відповідає спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка.
Метою дисертаційної роботи є підвищення продуктивності каналів передачі даних у безпровідних мережах стандарту 802.11 (за критерієм якості сигналу SINR) шляхом розробки методу оптимізації, що базується на використанні машинного навчання для динамічної адаптації параметрів мережі до умов зовнішнього середовища.
Задачі дослідження:
1. Проведення аналізу факторів, що впливають на якість передачі даних у Wi-Fi мережах.
2. Дослідження сучасних методів оптимізації параметрів мережі, включаючи підходи, засновані на машинному навчанні.
3. Розробка нейронної моделі для прогнозування SINR за метриками OBSS/PD, RSSI та іншими параметрами.
4. Проведення експериментального дослідження для оцінки ефективності розробленої моделі.
5. Розроблення концепції стартап-проєкту для практичного впровадження результатів дослідження.
Об’єктом дослідження є процес передачі даних у безпровідних мережах стандарту 802.11.
Предметом дослідження є методи оптимізації продуктивності каналів передачі даних.
Методи дослідження. У роботі використано аналіз наукової літератури, розробку та тестування нейронної мережі на симуляційних даних, а також оцінку її продуктивності за метриками MAE, Loss та відповідністю прогнозованих і реальних значень SINR.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:
- Запропоновано метод оптимізації Wi-Fi мереж, що базується на технологіях машинного навчання, із точним прогнозуванням параметрів SINR та динамічною адаптацією параметрів мережі в режимі реального часу. Запропонований метод дозволяє значно підвищити продуктивність мережі та ефективність управління ресурсами в умовах динамічних змін.
- Створено метод інтеграції моделі нейронної мережі у наявне мережеве обладнання, яка забезпечує практичну реалізацію запропонованого підходу без необхідності значних змін в існуючій інфраструктурі. Це сприяє впровадженню інноваційних рішень в сучасні Wi-Fi мережі та підвищенню їх сумісності з сучасними технологіями.
Практичне значення. Результати роботи можуть бути використані для вдосконалення управління Wi-Fi мережами в корпоративному середовищі, побутових умовах та інфраструктурі «розумних міст», забезпечуючи покращення стабільності з'єднання, пропускної здатності та зменшення впливу інтерференції.
Апробація результатів дослідження. Результати дисертації апробовано на міжнародній мультидисциплінарній науковій інтернет-конференції «Світ наукових досліджень», м. Тернопіль, 2024 року.
Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 1 електронну працю в збірнику наукових публікацій Міжнародної мультидисциплінарної наукової інтернет-конференції «Світ наукових досліджень», м. Тернопіль, 24-25 травня 2024р. (Додаток А):
- Геращенко А.Ю., Аналіз методів підвищення якості каналу передачі даних в протоколах стандарту 802.11 // Збірник наукових публікацій Міжнародної мультидисциплінарної наукової інтернет-конференції «Світ наукових досліджень», м. Тернопіль, 24-25 травня 2024 року. Випуск 30. с. 193-195.
Прийнято статтю, що буде опублікована в журналі «Вчені записки ТНУ ім. В.І. Вернадського» у Томі 36 (75) No1, 2025 (Додаток Б): - Геращенко А.Ю., Лебедев Д.Ю. «ТЕХНОЛОГІЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ БЕЗДРОТОВИХ МЕРЕЖ СТАНДАРТУ 802.11 ДЛЯ АДАПТИВНОЇ ОПТИМІЗАЦІЇ».
Опис
Ключові слова
Wi-Fi, SINR, нейронна мережа, оптимізація параметрів, машинне навчання, 802.11, neural network, parameter optimization, machine learning
Бібліографічний опис
Геращенко, А. Ю. Технології оптимізації каналу передачі даних у безпровідних мережах стандарту 802.11 : магістерська дис. : 172 Телекомунікації та радіотехніка / Геращенко Артем Юрійович. - Київ, 2024. - 98 с.