| المستخلص: |
في المستقبل القريب، سيتجاوز المستخدمون الأهداف الرئيسية ومتطلبات الاتصال قدرات الشبكات الخلوية القائمة. هذا سيتطلب تحسين مستمر للتقنيات والأساليب المستخدمة في بناء هذه الشبكات. فعلى سبيل المثال، شبكات الجيل الرابع الخليوية سيتم استبدالها بشبكات الجيل الخامس الخليوية التي ستستخدم أحدث التقنيات. تقوم فكرة التحول نحو شبكات خلوية جديدة على الحاجة لمجابهة التحديات التي تعجز عن تجاوزها الشبكات الخليوية القائمة بكفاءة. بالنسبة لشبكات الجيل الخامس، هذه التحديات تتضمن سعات اعلى، وسرعات اعلى، وانخفاض زمن نقل الإشارة من الطرف إلى الأخر، والاتصال بعدد هائل من الأجهزة، وانخفاض تكلفة واتساق جودة التجربة الموفرة. يتوقع اتسام شبكات الجيل الخامس الخليوية بالغير متجانسة المكونة من أكثر من نوع من الخلايا (على سبيل المثال، الخلايا الصغيرة والخلايا متناهية الصغر). هذا التصميم يأخذ بالاعتبار النمو الحالي والمرتقب لحركة بيانات أجهزة المستخدمين المتنقلة من جهة، والنمو الهائل لإعداد أجهزة إنترنت الأشياء من جهة أخرى. إن مطالب وأهداف هذين النوعين من الأجهزة هو متنوع، لذلك ينبغي النظر في ذلك عند ربط أو اتصال أي من هذه الأجهزة بشبكات الجيل الخامس الخليوية الحديثة. خلال هذا العمل، ندرس معضلة اتخاذ قرار الارتباط بالخلية بهدف تحسين توفر البيانات وتخفيض استهلاك الطاقة لدى الأجهزة. أن الارتباط المعتاد بالشبكة يضمن مستوى أداء مقبول لكافة الأجهزة المتصلة والجديدة التي سيتم وصلها بالشبكة. ولكن يتم استخدام معدل الإشارة إلى التشويش في تنفيذ عمليات الارتباط التقليدي بخلايا الهاتف المتنقل دون الأخذ بعين الاعتبار متطلبات الأجهزة المختلفة والأولويات التي تشمل، على سبيل المثال لا الحصر، أقصى قدر ممكن من معدل تناقل البيانات والحد الأدنى من الطاقة المطلوبة للإرسال. خلال هذا العمل، نراجع شبكات الجيل الخامس الغير متجانسة المرتقبة، التقنيات الحديثة، توجهات وتطبيقات وأساليب الارتباط بالخلايا. بالإضافة، نراجع عدد من نظريات الألعاب الغير تقليدية القادرة على التعامل مع السيناريوهات المكونة من عدد كبير من اللاعبين. ثم، نطرح خوارزمية الارتباط الموزع بالخلايا باستخدام نموذج لعبة عصابة اللصوص متعددة الأيدي والتي تتيح لكل من أجهزة إنترنت الأشياء وأجهزة المستخدمين اتخاذ قراراتهم الخاصة بالارتباط بالخلايا. أن اتزان هذه الخوارزمية يقيم عبر سيناريوهات شبكات مختلفة. بالإضافة، ندرس أداء توفر البيانات وحفظ الطاقة من خلال الخوارزمية المقترحة. كما ونوثق أداء الخوارزمية المشار إليها في ظروف سكون وحركة الأجهزة. نتائجنا تشير إلى تحسن كفاءة توفر البيانات بنسبة 3% وحفظ الطاقة ب5% بالنسبة لأجهزة إنترنت الأشياء عبر بناء الثقة بالارتباط بالاعتماد على الحد الأدنى للطاقة المطلوبة للإرسال لكل خلية. بالإضافة، تشير نتائجنا إلى انخفاض كفاءة توفر البيانات بنسبة 3.4% وحفظ الطاقة بنسبة 4.3% عند بدأ 20% من الأجهزة بالحركة. نقارن نتاجنا مقابل حلول الارتباط بالخلية المركزية والعشوائية.
|
