ارزیابی آماری اتصال‌پذیری کاربران لبه‌ای در شبکه‌های سلولی بی‌سیم مبتنی بر تکنیک دسترسی چندگانه غیر متعامد همکارانه تحت مدل محوشدگی ناکاگامی – m

در این پژوهش، عملکرد شبکه‌های سلولی بی‌سیم مبتنی بر تکنیک دسترسی چندگانه غیرمتعامد همکارانه تحت مدل محوشدگی ناکاگامی با پارامتر شکل متغیر m بررسی شده است. در مقایسه با مدل‌های قبلی که تنها از کانال rayleigh بهره می‌برند، در اینجا کانال محوشدگی ناکاگامی – m به عنوان یک مدل جامع در نظر گرفته شده است که مدل (m=1) rayleigh و سایر مدل‌های مهم (مانند rician و weibull) را به عنوان حالات خاص آن دربرمی‌گیرد. هدف اصلی، تحلیل احتمال اتصال‌پذیری کاربران لبه سلول و ارزیابی کیفیت ارتباط آن‌هاست که از طریق مشارکت کاربران نزدیک به عنوان رله‌های مجازی محقق می‌شود. این معماری برای دستیابی به پوشش پایدار و بلادرنگ در شرایط بحرانی مانند ارتباطات خودرویی، کنترل پهپاد و سامانه‌های امدادی طراحی شده است. در مدل پیشنهادی، کاربر نزدیک‌تر به ایستگاه پایه، نقش رله مجازی را برای کاربر لبه سلول (دورتر) ایفا کرده و تنها در صورتی که کیفیت لینک دریافتی از آستانه همکاری (مبتنی بر رمزگشایی و بهره‌وری منابع) بیشتر باشد، اقدام به بازپخش سیگنال می‌کند. برای ارزیابی نقطه کار سیستم، از شبیه‌سازی آماری – عددی مبتنی بر روش مونت‌کارلو با صد هزار نمونه‌گیری معتبر استفاده شده و تاثیر پارامترهایی نظیر نسبت سیگنال به نویز، آستانه همکاری و پارامتر شکل کانال ناکاگامی- m به صورت مجزا و همزمان بر احتمال اتصال‌پذیری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل‌های rayleigh، rician، weibull و log-normal به عنوان مشتقات مستخرج از مدل ناکاگامی- m نشان می‌دهد که استفاده از همکاری کاربران نزدیک، موجب کاهش چشمگیر احتمال قطع ارتباط کاربران لبه سلول، افزایش نرخ موفقیت لینک و بهبود بهره‌وری طیفی در شرایط حساس همراه با ترافیک برای شبکه‌های سلولی نسل‌های آینده می‌شود. همچنین مشخص شد که طراحی مناسب آستانه تصمیم‌گیری و تخصیص توان بهینه میان کاربران، نقش تعیین‌کننده‌ای در پایداری شبکه، کاهش مصرف انرژی در شرایط عملیاتی گسترده با تنوع محوشدگی دارد.