اسم الباحث: م. صفاء نعمان العلي

اسم المشرف:أ.د.عبد الكريم السالم

العنوان:

تحسين أداء شبكات الجيل الخامس باستخدام تقنية حوسبة الحافة المتنقلة (MEC)

العنوان باللغة الإنكليزية:

Improving the Performance of 5G Networks using Mobile Edge Computing (MEC)

العام:2024

القسم:هندسة الإلكترونيات والاتصالات

الملخص:

تعتبر شبكات الجيل الخامس وحوسبة الحافة المتنقلة Mobile Edge Computing-MEC ركيزتان أساسيتان للثورة التكنولوجية القادمة في مجال شبكات الهاتف المحمول والأجهزة الذكية. حيث توفر الأولى اتصالاً فائق الوثوقية ومنخفض التأخير، وبالتالي تمكن خدمات تكنولوجيا المعلومات الجديدة مثل المدن الذكية والمركبات ذاتية القيادة والواقع المعزز والصناعة4.0. بينما تمنح الثانية شبكات الهاتف المحمول قدرات الحوسبة السحابية على حافة الشبكة، مما يتيح خدمات حسابية كثيفة لمستخدمي الأجهزة المحمولة، مثل تلك القائمة على الذكاء الاصطناعي. لذلك سيشهد الجيل القادم من الشبكات تكاملاً وثيقاً بين الحوسبة والاتصال معاً.

تمت في هذه الأطروحة دراسة نماذج النشر المختلفة لسحابات الحافةMEC في شبكات الجيل الخامس. مستخدمين نموذج MEC المقترح من قبل المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات. ثم تم دراسة آلية التفريغ الحسابي باعتبارها العملية الأساسية القائمة بين شبكة 5G ومخدمات الحافة. حيث يوفر تفريغ المهام في سحابات الحافة حلاً حسابياً مرناً وزمن وصول منخفض لمستخدمي الأجهزة المحمولة في الشبكة. ومع ذلك فإن الموارد المحدودة في سحابات الحافة والمتطلبات الديناميكية لمستخدمي الأجهزة المحمولة تجعل عملية التفريغ مكلفة طاقياً، وبالتالي من المهم جداً تصميم إستراتيجية تفريغ موفرة طاقياً.

لذلك تمت في هذه الأطروحة أيضاً دراسة تخصيص استطاعة الإرسالPower Allocation-PA على الوصلة الصاعدة لمستخدمي الأجهزة المحمولة، وصيغت على أنها مشكلة أمثلة غير محدبة. ولمعالجة هذه المشكلة اقتُرِحت خوارزمية جينية هجينة Hybrid Genetic Algorithm-HGA. بعد ذلك تمت صياغة مشكلة تفريغ الطلبات المشتركة مع جدولة الموارد Joint Request Offloading Recourse Scheduling-JRORS كبرنامج عدد صحيح مختلط غير خطي MIPNL، وتم تحليلها إلى مشكلتين هما تفريغ الطلبRequest Offloading-RO وجدولة الموارد Recourse Scheduling-RS. ثم تم اقتراح خوارزمية أمثلة سرب الجسيمات متعددة الأهداف لحل هذه المشكلة.

الكلمات المفتاحية: شبكات الجيل الخامس، حوسبة الحافة المتنقلة، التفريغ الحوسبي، نماذج النشر، الخوارزمية الجينية، خوارزمية أمثلة سرب الجسيمات، الأمثلة متعددة الأهداف.

تحميل البحث