WiGig kengpolasali simsiz aloqa texnologiyasini unumdorligini baholash

1.

Mavzu: WiGig kengpolasali simsiz aloqa
texnologiyasini unumdorligini baholash

2.

Mavzuning dolzarbligi va ahamiyati.
WiGig - bu 2,4, 5 va 60 gigagertsli diapazonlarni qo'llab-quvvatlaydigan uch
diapazonli qurilma. U 7 Gbit / s gacha simsiz ma'lumotlarni uzatish tezligini
ta'minlaydi. Hozirda qo‘llab-quvvatlanayotgan qurilmaning tezkor javobi, kam
quvvat sarfi va shu kabi bir qator boshqa xususiyatlarni baza stansiyalarining yangi
avlodini va murakkab arxitektura va tarmoq yechimlarini ishlab chiqishni taqdim
etishi kerak.
Xususan, bunday yechimlardan biri tarmoqlar asosida amalga
oshiriladigan beshinchi avlod WiGig simsiz texnologiyasi bo'lib, o'rnatilgan
mexanizmlarga ega bo'lgan litsenziyasiz chastota diapazonida qo'shni kirish
nuqtalarining aralashuviga qarshi kurashgan holda ishlaydi, bu sizga sezilarli
darajada foydalanuvchilarga taqdim etilayotgan xizmatlar sifatini oshirish
imkonini beradi.

3.

Bitiruv malakaviy ishining maqsadi. WiGig kengpolasali simsiz aloqa
texnologiyasini unumdorligini baholashni o’rganish.
Bitiruv malakaviy ishining vazifalari:
Simsiz aloqa texnologiyalari haqida ma’lumotga ega bo’lish;
WiGig
kengpolasali
simsiz
aloqa
texnologiyasi
hamda
bu
tarmoqning
samaradorligini baholash haqida ma’lumotga ega;
Bitiruv malakaviy ishining ob’ekti va predmeti: ob’ekti – WiGig
kengpolasali aloqa texnologiyasi, predmeti - aloqa texnologiyalari.

4.

5.

Aloqa texnologiyasi turlari va ularning rivojlanish tarixi.
• Birinchi professional simsiz tarmoq ushbu brend ostida ishlab chiqilgan
ALOHAnet 1969 yilda Gavayi Universitetida va 1971 yil iyun oyida ish boshladi.
Birinchi tijorat simsiz tarmoq bu WaveLAN tomonidan 1986 yilda ishlab chiqilgan
mahsulot oilasi NCR edi.
• 1973 yil - Ethernet 802.3
• 1991 – 2G uyali aloqa tarmog'i
• 1997 yil iyun - 802.11 "Wi-fi "protok

6.

7.

Simsiz tarmoqlar yoki WiFi (simsiz ulanishlar odatda ma'lum bo'lganidek)
simli tarmoqlarga nisbatan bir qator asosiy afzalliklariga ega:
Samaradorlikni oshirish - takomillashtirilgan ma'lumotlar kommunikatsiyalari
korxonalar ichida, hamkorlar va mijozlar o'rtasida ma'lumotlarni tezroq uzatishga
olib keladi.
Moslashuvchanlik - ofisga asoslangan simsiz ishchilar maxsus kompyuterlarda
o'tirmasdan tarmoqqa ulanishi mumkin va ofisdan uzoqda samarali ishlarni davom
ettirishi mumkin.
Xarajatlarni tejash - simsiz tarmoqlarni o'rnatish osonroq va arzonroq bo'lishi
mumkin, ayniqsa ro'yxatga olingan binolarda yoki uy egasi kabellarni o'rnatishga
ruxsat bermaydi.
Yangi imkoniyatlar - simsiz tarmoq sizga yangi mahsulot yoki xizmatlarni taklif
qilish imkonini beradi.

8.

Simsiz tarmoqning kamchiliklari:
• Simsiz tarmoq simli tarmoqlar orqali ko'p foyda keltirishi mumkinligiga qaramay,
Wi-Fi-ning mumkin bo'lgan kamchiliklari ham borligini yodda tutish kerak.
• Xavfsizlik - simsiz uzatish ruxsatsiz foydalanuvchilar tomonidan hujumlarga
ko'proq ta'sir qiladi, shuning uchun siz xavfsizlikka alohida e'tibor berishingiz
kerak.
• O'rnatish muammolari - xuddi shu binodagi boshqalar ham simsiz texnologiyadan
foydalansa yoki elektromagnit (radio) shovqinlarning boshqa manbalari mavjud
bo'lsa, siz shovqinga duch kelishingiz mumkin.
• Salomatlikga ta’siri- simsiz ulanish nuqtalari ham ko'pincha odamlarga yaqin
bo'ladi, lekin teskari kvadrat qonuniga rioya qilgan holda masofadan turib
quvvatning pasayishi tezdir. Birlashgan Qirollik Sog'liqni saqlash agentligining
(HPA) pozitsiyasi shundan iboratki, "...Wi-Fi-dan radiochastota (RF) ta'sir qilish
mobil telefonlarga qaraganda pastroq bo'lishi mumkin".

9.

10.

WiGig, muqobil ravishda 60 gigagertsli
Wi-Fi deb nomlanuvchi 60 gigagertsli
simsiz tarmoq protokollari to'plamiga
ishora qiladi. U joriy IEEE 802.11ad
standartini va shuningdek,
IEEE 802.11ay standartini o'z ichiga
oladi. WiGig spetsifikatsiyasi
qurilmalarga ko'p gigabit tezlikda
simsiz aloqa qilish imkonini beradi.
WiGig uchun spektrni ajratish.

11.

2009 yil may oyida IEEE 802.11ad protokolini ilgari surish uchun Wireless
Gigabit Alliance tashkil etilgani e'lon qilindi. 2009-yil dekabr oyida WiGig 1.0ning tugallangan spetsifikatsiyasi e'lon qilindi.
2010-yil may oyida WiGig Alliance oʻzining spetsifikatsiyasi, qabul qiluvchi
dasturining ochilishi va Wi-Fi texnologiyalarini kengaytirish boʻyicha hamkorlik
qilish uchun Wi-Fi Alliance bilan aloqa shartnomasini eʼlon qildi.
2011-yil iyun oyida WiGig o'zining sertifikatlash
spetsifikatsiyasining chiqarilishini e'lon qildi.
uchun
tayyor
1.1
2012 yil dekabr oyida IEEE standartlari assotsiatsiyasi IEEE 802.11ad-2012 ni
umumiy IEEE 802.11 standart oilasiga tuzatish sifatida chop etdi.
2016 yilda Wi-Fi Alliance WiGig mahsulotlarini sertifikatlash dasturini ishga
tushirdi.
Ikkinchi avlod WiGig standarti IEEE 802.11ay 2021-yil 28-iyulda chop etilgan.

12.

WiGig ramka arxitekturasi

13.

1. ns-3 IEEE 802.11ad/ay modeli: Bu bizning ramkamizning yadrosidir. Model ns-3
da WiFi moduliga asoslangan. U IEEE 802.11ad/ay MAC qatlamini mavhum PHY
qatlamini amalga oshirish bilan juda aniq amalga oshirishni ta'minlaydi.
2. Codebook/Beambook Generator: Bu IEEE 802.11ad/ay yoqilgan qurilma ichida
fazali antenna massiv(lar)ining nurlanish naqshlarini aniqlaydigan kod kitobi
nusxalarini loyihalash uchun MATLAB asosidagi ilovadir.
3. NIST Q-D Channel Realization Software: Bu ichki va tashqi makonda millimetrli
to'lqinli kanallarni aniq modellashtirish uchun MATLAB da ishlab chiqilgan
nurlarni kuzatish dasturi.
4. Q-D Interpreter: Bu ns-3 IEEE 802.11ad/ay modeli orqali olingan beamforming
natijalarini Q-D Realization Software tomonidan yaratilgan simulyatsiya qilingan
stsenariy bilan birga vizualizatsiya qilish uchun Python-ga asoslangan ilovadir.

14.

15.

Beshinchi avlod 5G tarmoqlari, birinchi navbatda, foydalanuvchilarni ko'p sonli
abonentlar sharoitida ishonchli aloqa bilan ta'minlashi kerak. Hozirda qo‘llabquvvatlanayotgan qurilmaning tezkor javobi, kam quvvat sarfi va boshqalar kabi
bir qator boshqa xususiyatlarni taqdim etadi.
• Bu simsiz ulanishlar orqali ishonchli ma'lumotlarni uzatishga, aniqrog'i, Wireless
Gigabit Alliance (WiGig) havolasi orqali aloqa qilish uchun dastur sathida
xatolarni oldinga tuzatish (FEC) ramkasini amalga oshirish usuli va apparatiga
tegishli. Wireless Gigabit Alliance spetsifikatsiyasi (WiGig) ko'p gigabit tezlikli
simsiz aloqa texnologiyasiga qaratilgan. Shunday qilib, WiGig bugungi kundagi
simsiz mahalliy tarmoq (LAN) qurilmalarining imkoniyatlarini to'ldiradigan
yuqori samarali simsiz ma'lumotlar, displey va audio ilovalarni ishga tushiradi.

16.

• Biroq, WiGig spetsifikatsiyasi translyatsiya/Multicast uzatish vaqtida avtomatik
takrorlash so'rovi (ARQ) sxemasidan foydalanishga ruxsat bermaydi. Vaqtga
sezgir ilovalarda (masalan, multimediya, o'yin va boshqalar), ARQ ayniqsa kanal
uzoq vaqt uzilishlar va blokirovka va nisbatan sekin nur hosil qilish algoritmi
tufayli yuqori paket yo'qotish tezligiga duchor bo'lganda eng samarali xatolarni
boshqarish sxemasi emas. Shunday qilib, paketlarni yo'qotish tezligini kamaytirish
uchun ikkinchi FEC sxemasiga ega bo'lish kerak. Simsiz aloqa tarmog'idagi simsiz
aloqa qurilmasida oldinga siljish xatosini tuzatish usuli taqdim etilgan. Usul
imkoniyatlar almashinuvi vaqtida ilova qatlamini oldinga yo'naltirish xatosini
tuzatish (AL-FEC) qobiliyati haqida ma'lumotni uzatishni o'z ichiga oladi. Manba
paketlari to'plami k teng o'lchamdagi manba belgilariga o'zgartiriladi. Manba
belgilari uchun tizimli paketlar va kamida bitta paketi k manba belgilarida Single
Parity Check (SPC) AL-FEC kodi yordamida kodlangan. Har bir kodlangan
paketning sarlavhasi parity paket ko'rsatkichini o'z ichiga oladi. Kodlangan
paketlar Media Access Control (MAC) qatlamida va uzatish uchun jismoniy
(PHY) qatlamda qayta ishlanadi.

17.

18.

60 gigagertsli diapazonda WiGig va NR-U ni birgalikda ishlashining Downlink
bo'yicha stokastik tahlili(Stochastic Analysis)
Ma'lumotlarga bo'lgan talabning tobora ortib borishi aloqa imkoniyatlarini keskin
oshirishni ta'minlaydigan yangi texnologiyalarni talab qiladi. Ushbu muammoni hal
qilish uchun 30 dan 300 gigagertsgacha bo'lgan millimetrli to'lqinlar (mmVt)
diapazonlariga asoslangan simsiz tizimlarga qiziqish ortib bormoqda, bu yerda
mavjud tarmoqli kengligi bugungi simsiz tarmoqlardan ancha yuqoriroqdir. 2016
yilda Amerika Qo'shma Shtatlari (AQSh) Federal Aloqa Komissiyasi (FCC)
tomonidan chiqarilgandan so'ng, mmVt diapazonlari orasida 60 gigagertsli (57-71
gigagertsli) so'nggi paytlarda alohida qiziqish uyg'otmoqda.

19.

60 gigagertsli diapazonda WiGig va NR-U o'rtasidagi birgalikda ishlashi bo'yicha stokastik tahlil

20.

• Yana bir tegishli tadqiqot Wi-Fi va kichik hujayrali LTE o'rtasidagi birgalikda
ishlashga qaratilgan. 3,5 gigagertsli diapazonda birgalikda ishlash ham tegishli
tushunchalarni beradi. Harbiy radar-Wi-Fi 3,5 gigagertsli diapazonda birgalikda
mavjud bo’lishi bo'yicha fazoviy-vaqt tahlili o'rganildi. Harbiy radarning
belgilangan aylanish tezligida "aylanishi" faktidan foydalanib, Wi-Fi radar nurlari
boshqa yo'nalishlarga qaragan holda uzatishni taklif qildi. Bundan tashqari,
umumiy ortogonal chastota-bo'linish multiplekslash tizimi (OFDM) kattaroq
subtashuvchilar oralig'ini qabul qiladigan radarning impulsli shovqinini bartaraf
etishda samarali ekanligi aniqlandi.

21.

22.

Theoretical downlink data rate in simple network with
two pairs of transceivers.

23.

WiGig Wi-Fi 6 dan qanday farq qiladi?
• WiGig Wi-Fi 6 ga qaraganda ancha tezroq. Biroq, Wi-Fi 6 WiGig ga qaraganda
ancha moslashuvchan, chunki Wi-Fi 6 devorlar kabi ob'ektlar bo'ylab harakatlana
oladi va u uzoqroqqa sayohat qiladi. Hozirda WiGig qurilmalarining aksariyati
mustaqil bo'lishi kerak. Boshqacha qilib aytganda, ma'lum bir qabul qiluvchi bilan
to'g'ridan-to'g'ri oqim orqali bog'lanish uchun WiGig simsiz adapteri ham kerak.
• Bir kun kelib siz WiGig-ni qo'llab-quvvatlaydigan yo'riqnoma va WiGig
qobiliyatiga ega noutbukni sotib olishingiz va kompyuter yo'riqnoma oralig'ida
bo'lganda ajoyib tezlikka ega bo'lishingiz mumkin. Ushbu turdagi qurilmalar
bugungi kunda juda kam. Wi-Fi 6 tez orada keng tarqalgan bo'lib sotuvga
chiqariladi va u WiGig tezligiga ega bo'lmasa ham, siz hali ham joriy
ulanishlaringiz bo'yicha sezilarli yaxshilanishni ko'rasiz.

24.

XULOSA
• 1. Yuqoridagi ma’lumotlardan shuni xulosalash mumkinki, WiGig va NR-U ning
60 gigagertsli diapazonda bir-biridan texnologiyalararo aralashuvi ostida pastga
ulanish ishlashini o'rganib chiqilgan bo’lib, bu stokastik tahlil shuni ko'rsatadiki,
pastga yo'naltirilgan SINR va ma'lumotlar tezligi Gauss aralashmasining
taqsimlanishiga (1) qattiq aralashgan, (ii) yengil aralashgan va (iii) aralashmagan
UES ni ifodalovchi uchta rejim bilan amal qiladi.
• 2. Interferensiyalangan UElarni aralashmaganlardan ajratish kuchli va yengil
interferentsiyalangan UElarning o'rtacha SINRS mos ravishda 24,63 va 52,21 dB
ekanligini aniqlashga olib keladi. Natija shuni ko'rsatadiki, qattiq va yengil
aralashgan UElar barcha aralashgan UESlarning mos ravishda 77,1% va 22,9% ni
egallagan.
3. Shunday qilib, taxminan 5 va 2 Gbit / s pastga ulanish
ma'lumotlar tezligi kutiladi. Ushbu topilmalar 60 gigagertsli diapazonda
ishlaydigan simsiz ulanish tarmog'ini loyihalashda ko'rsatmalar bo'lib xizmat
qiladi.