مشکلي به نام آنتن ندادن وجود ندارد

[sohrab_poet]

چرا آنتن نمي دهد؟ احتمالا اين جمله را در روز بارها تکرار مي کنيد. آيا پاسخي براي آن پيدا کرده ايد؟ در حقيقت همه آنهايي که در ايران از تلفن همراه استفاده مي کنند ، مي دانند که سالهاست اين پرسش بي پاسخ مانده است.
در واقع کساني که تلفن همراه مي خرند، مي دانند که نبايد از آن توقع زيادي داشته باشند. تعريف تلفن همراه در ايران اين است: وسيله اي که گاهي اوقات آنتن مي دهد و گاهي اوقات نه ؛ اما به نظر مي رسد با طراحي و ساخت نرم افزار جديدي براي بهينه سازي انتشار امواج و توزيع فرکانس ارتباطات سيار از اين پس ، اين تعريف به طور کلي تغيير کرده است و پژوهشگران دانشگاه صنعتي شريف موفق شده اند به کمک اين نرم افزار مشکل آنتن دهي ضعيف شبکه تلفن همراه را در مناطق مختلف کشور رفع کنند. براي آن که از ويژگي ها و توانايي هاي نرم افزار طراحي شده موسوم به Hiplan بيشتر بدانيم ، گفتگويي با دکتر فروهر فرزانه ، استاد مخابرات مايکروويو و راديويي دانشگاه صنعتي شريف و مشاور علمي اين طرح انجام داده ايم.

دليل اصلي براي طراحي اين نرم افزار چه بوده است و به طور کلي چرا مشکل آنتن ندادن در بعضي مناطق وجود دارد؟

انتشار امواج ميان سايت هاي (BTS دکل هاي آنتن مخابرات سيار) و گيرنده ها در سطح شهرها با توجه به وجود پستي و بلندي هاي طبيعي و عوارض ساختماني در شهر، مقوله اي بسيار پيچيده در ارتباطات سيار است. در اين خصوص براي برطرف کردن اين مشکل تاکنون مدلهاي متنوعي به منظور انتشار سطح سيگنال به وسيله دکل هاي BTS در هر منطقه اي از شهر بر حسب جهت و فاصله گيرنده فرکانس هاي مخابراتي داده شده است.

اين نرم افزار چيست و چطور مي تواند به بهبود انتشار امواج و فرکانس هاي ارتباطات سيار کمک کند؟

اين نرم افزار يک بسته طراحي ، تحليل و بهينه سازي شبکه راديويي سيار محيط شهري است. هدف از کاربرد اين نرم افزار رسيدن به کيفيت خدمات مناسب به همراه کاهش هزينه ها در نصب و نگهداري سيستم هاي ارتباطي سيار است ؛ البته پيش از هرگونه طراحي ، ابتدا لازم است پيش بيني دقيقي از شيوه انتشار امواج فرستنده هاي تلفن همراه در محيط شهري به دست آيد. اين اطلاعات براي محاسبه سطح سيگنال و مقدار تداخل در سلول ها به کار مي آيد. همچنين با حساب کردن ترافيک مناطق مختلف شهري مي توان تعداد کانال هاي تخصيص يافته را تعيين کرد و در نهايت به چگونگي خدمات مناسب رسيد.

نرم افزاري که شما موفق به طراحي و ساخت آن شده ايد، از چه بخشهايي تشکيل شده است؟

مبناي کار اين نرم افزار نقشه هاي ديجيتالي اراضي است که پس از درآمدن به صورت فرمت هاي قابل قبول در اين نرم افزار طراحي شده که به HIplan موسوم است ، استفاده مي شود. بخش مهم نرم افزار مدلهاي انتشار امواج مختلفي است که در مخابرات سيار به کار مي روند، اين مدلها از سوي مهندساني که آنها را به کار مي برند در نرم افزار تعبيه مي شوند و به وسيله کاربر قابل انتخاب هستند. ضمن آن که نرم افزار بخشهاي ديگري براي تعيين توزيع سلول ها و ايستگاه هاي پايه ، تعيين سطح سيگنال و تداخل ها، برنامه ريزي فرکانس و بهينه سازي دارد. به طور کلي بايد گفت اين نرم افزار مي تواند بسياري از مشکلات پيش روي مهندسان طراحي مخابرات را از ميان بردارد.

يکي از مزايايي که براي اين نرم افزار عنوان شده ، ارائه الگويي بهينه براي توزيع سطوح سيگنال هاي ارسالي است که در کنار مزاياي ديگري همچون بهينه سازي برنامه ريزي فرکانس و استقرار سلولهاي مخابراتي ، ويژگي حائز اهميتي به نظر مي رسد ؛ اما به طور دقيق Hiplan چگونه مي تواند اين الگوي بهينه را ارائه کند؟

مدلهاي انتشار امواج در محيط شهري بيشتر مدلهايي آماري تجربي هستند ؛ زيرا به دليل پيچيدگي محيط شهري و عوارض آن مانند ساختمان هاي مسکوني ، خيابان ها و کوچه ها، برجها و دکلها، درختان ، خودروها و... که در حال تغيير هم هستند، نمي توان مدل قطعي ارائه کرد که سطح سيگنال را در هر نقطه از فضا به صورت دقيق ارائه کند. اما سالها تجربه کاربرد مخابرات سيار در محيطهاي شهري مختلف و اندازه گيري هاي وسيعي که در اين زمينه انجام گرفته است ، منجر به اين شده است که مدلهاي آماري تجربي مناسبي براي همه نوع محيط شهري به دست بيايد. در نرم افزار Hiplan طيف وسيعي از اين مدلها به کار گرفته شده است. ضمن آن که چون اندازه گيري هاي گوناگوني به وسيله شرکت سازنده اين نرم افزار در سطح شهر تهران صورت گرفته است ، امکان تنظيم کردن يا tuning مدلها نيز وجود دارد که به دقت کارآيي آن مي افزايد.

سلولهاي مخابراتي چه تعريفي دارند و چه نقشي در تداخلات فرکانسي ايفا مي کنند؟

شعاع پوشش ارتباطات بي سيم دکلهاي BTS که به طور معمول به يک يا 2 کيلومتر مي رسد، بيانگر يک سلول در سطح شهر است که اين دکلها هم عمليات اتصال امواج فرستنده و گيرنده را به شبکه انجام مي دهند. تاکنون با توجه به گستردگي سلولهاي مخابراتي در سطح شهر، عملکرد متفاوت آنها و ارائه فرکانس هاي متنوع ، امکان تداخل فرکانس هاي ارسالي ميان هر چند سلول مخابراتي وجود داشت.

Hiplan چگونه مي تواند تداخل فرکانس هاي ارسالي ميان چند سلول مخابراتي را رفع کند؟

در نرم افزار Hipan بنا بر سطح سيگنال بهترين سلول خدمات دهنده و بنابر سطح تداخل سلولهاي همسايه معين مي شوند، سپس در برنامه ريزي فرکانس ، فرکانس هاي تخصيص يافته به هر سلول ، طوري تعيين مي شوند که اندازه سطح سيگنال به تداخل در کل سلولهاي شهري بيشتر شود. اين کار به وسيله يک الگوريتم ژنتيک انجام مي گيرد.

Hiplan چگونه و براساس چه معيارهايي پارامترهاي لازم را براي طراحي ارائه مي کند؟

در طراحي شبکه هاي مخابراتي سيار، پارامترهايي چون ساختار سلولي ، فرکانس ، کانال ، مقدار پوشش و اندازه تداخل ، شيوه استفاده مجدد فرکانس ، چگالي ترافيک و کاربري اراضي ، اندازه تحرک و Hand over مهم هستند. اين نرم افزار به طور کامل به صورت گرافيکي طراحي شده است به کاربر يا مهندس طراح اين امکان را مي دهد که در قالب پنجره هاي گرافيکي بتواند پارامترهاي مورد نياز خود را وارد کند و به طور مستقيم در صفحه نمايش نتايج تغييرات را به صورت گرافيکي مشاهده کند.

آيا استفاده از اين نرم افزار يا چيزهاي مشابه آن تاکنون در دنيا مطرح بوده است؟

البته ، چنين نرم افزارهايي از چند سال پيش و به صورت زياد از دهه 1990 در جهان مطرح بوده است. کشورهاي پيشتاز در اين زمينه کشورهاي اسکانديناوي ، کشورهاي اروپايي و امريکاي شمالي بوده اند. اما طرح و توسعه چنين نرم افزاري در کشور ايران کم سابقه بوده است.

کار مطالعاتي و تحقيقاتي اين طرح از چه زماني شروع شده و در حال حاضر طراحي آن در چه مرحله اي است؟

تدوين اين نرم افزار، ابتدا در قراردادي ميان صنايع نوين و 2 شرکت ايراني در سال 1383 مطرح شد. کار روي اين نرم افزار هم از سال 1384 شروع شده است و تاکنون ادامه دارد. در اين کار من به عنوان مشاور علمي فعاليت داشته ام و آقايان دکتر علي فتوت ، مهندس کاوه همايون فر، مهران عطامنش ، ايثار مصطفي نژاد، معراجي و ميثاقيان در طراحي و تدوين آن نقش اساسي داشته اند. ما اميدواريم اولين نسخه تجاري اين نرم افزار براي استفاده مهندسان مشاور و طراحان شبکه مخابرات سيار، ظرف يک ماه آينده به بازار عرضه شود، البته در نظر داريم نسخه هاي جديدتر و کامل تري از اين نرم افزار که توانايي تحليل GTO و Ray Tracing را دارد، براي سال آينده عرضه شود. در ضمن بايد اشاره کنم که به کمک اين نرم افزار ارتباطات ديد مستقيم مايکروويو (LOS Radio) را هم مي توان طراحي کرد و قرار است اين نرم افزار در بازار مخابرات ايران عرضه شود.