اگر بخواهيم به ريشه يابي تمام مشکلات موجود در شبکه هاي مخابراتي کشور بپردازيم ، بايد اين نکته را يادآوري کنيم که تا کنون طراحي تمام شبکه هاي مخابراتي کشور به روشهاي دستي و قديمي انجام شده است که مسلما اين روشها نه تنها از لحاظ دقت و سرعت در سطح بسيار پاييني قرار داشته بلکه در بيشتر مواقع نيز مستلزم صرف هزينه هاي کلان در اجراي شبيه سازي هاي عملي در مناطق شهري و غيره شهري بوده است.

براين اساس يکي از محققان کشور طي يک دوره تحقيقاتي 8ساله ، موفق به طراحي و ساخت نرم افزار پيش بيني فرآيند انتشار امواج راديويي در محيطهاي شهري و غيرشهري شده است که زمان نصب و تست يک سايت مخابراتي و هزينه اجرايي آن را با بالاترين ميزان دقت به طور قابل ملاحظه اي کاهش مي دهد.

بر اين اساس ما نيز با مهندس محمدرضا ده بزرگي ، کارشناس ارشد رشته مخابرات از دانشگاه علم و صنعت و از برگزيدگان نوزدهمين جشنواره بين المللي خوارزمي به گفتگو نشسته ايم.

 

ضرورت طراحي نرم افزاري براي پيش بيني انتشار امواج راديويي و شبکه هاي مخابراتي از کجا و چگونه احساس شد؟

از آنجايي که طراحي شبکه هاي مخابراتي در کشور به صورت دستي انجام مي شده ، تعيين نقطه مناسب براي احداث يک ايستگاه مخابراتي با سطح پوشش مطلوب ، زمان و هزينه بسيار زيادي را به خود اختصاص مي داد.

به علاوه امکان عدم پاسخگويي مناسب يک سايت نيز همچنان به قوت خود باقي بود. با پيشرفت فناوري سيستم مخابراتي و توليد تجهيزات شبکه اي سلولار نظير GSM،  ترانک ، رادارهاي کنترل ترافيک و غيره ، اجراي پروژه هاي فوق عملا به روش طراحي شبکه به صورت سنتي و دستي امکان پذير نبود.

بدين ترتيب از سال 76و در قالب پروژه کارشناسي ارشد خود، براين برآمدم تا کار عملياتي در منطقه را يعني تمامي نقشه ها، اطلاعات جغرافيايي و پارامترهاي مورد نياز را محاسبه کنيم.

طراحي نرم افزار طي چه مراحلي و بر مبناي چه استانداردها و زباني صورت گرفته است؟

ابتدا براي دستيابي به خودکفايي در زمينه طراحي شبکه ، مطالعات گسترده ميداني صورت گرفت که منجر به تهيه بانک اطلاعاتي لايه توپوگرافيک ، ژئومورفولوژي و همچنين شرايط آب و هوايي در مرحله اول براي شهر تهران و در مرحله دوم براي کل سطح ايران با دقت بالا شد.

لايه شاخص هاي ضريب نفوذپذيري الکتريکي و هدايت الکتريکي که نماينده جنس محيط است به آن اضافه شده و در مرحله بعد مدل انتشار امواج راديويي براي محيطهاي شهري و غيرشهري توسعه و تحت مدل جدي Hybrid  ارائه شده است.
در مرحله سوم با 3دانش جغرافيا (GIS)،  مخابرات ميدان و رايانه ، نرم افزار مورد نياز توليد شده که با اين ابزار طراحي و محاسبات ترافيکي و فرکانس بندي شبکه هاي سلولار امکان پذير خواهد شد. 

بعلاوه اين نرم افزار در مسير اجراي پروژه هاي کلاني نظير طراحي شبکه راداري کنترل ترافيک فضاي کشور، طراحي شبکه سلولي راديوترانک سلولي راه آهن سراسري کشور و طراحي شبکه سلولي راديوترانک برق تهران و حدود 27طرح ملي در سطح کشور تست شده و صحت و دقت آن مورد تاييد قرار گرفته است.

زبان اين نرم افزار Visual C  است و نه تنها قابليت استانداردهاي جامع نرم افزاري را دارد، بلکه از قابليت هاي اختصاصي نيز بهره مي گيرد که شامل قابليت هاي نمايشي و گرافيکي (مشاهده پوششها با رنگهاي مختلف روي نقشه)، قابليت هاي نمايشي دوبعدي و سه بعدي و قابليت طراحي نقشه مي شود.

سيستم عملکرد اين نرم افزار چگونه است و بهره وري آن چه ميزان است؟

با استفاده از اين نرم افزار، ابتدا نقطه نصب ايستگاه مخابراتي با GPS تعيين مي شود، سپس آن ايستگاه در نقطه مورد نظر و در محيط نرم افزار قرار مي گيرد. سپس پارامترهاي الکتريکي سايتها شامل توان فرستنده ، دکل فرستنده (ارتفاع دکل)، نوع آنتن و نوع پخش به نرم افزار داده مي شود.

مرحله بعد، انجام محاسبات پوششي در 2حالت ارتباط نقطه به نقطه (محل فرستنده و گيرنده ثابت باشد) و نيز محاسبه پوششي در زماني است که ايستگاه ثابت و گيرنده در نقاط مختلف باشد.

مهمترين مرحله کار نيز تعيين تداخل سايتهاي هم فرکانس و غيرهم فرکانس با يکديگر است. در خاتمه نيز پوشش ايستگاه هاي مخابراتي به صورت دوبعدي و سه بعدي نمايش داده مي شود.

با استفاده از اين نرم افزار، يک پروژه که در مدت حدود 9ماه در يک منطقه و با هزينه بالا طراحي مي شد، طي 2هفته و با هزينه حدود 10درصد هزينه هاي قبلي و با چندين برابر دقت ، انجام مي شود.

فرستنده هاي مختلف طراحي شده در اين سيستم ، با رنگهاي مختلف مشخص مي شوند. هر سايتي موج خود را منتشر مي کند که با رنگ خاصي از امواج ديگر قابل تفکيک است.

در واقع براي نرم افزار، امکان ارائه سناريوي طراحي و سناريوي آناليز ايستگاه هاي مختلف که به پخش امواج مختلفي اعم از امواج تلويزيون ، راديو، موبايل و غيره اختصاص دارند ممکن است.

نرم افزار در کدام بازه فرکانسي قابليت عملکرد دارد و تداخل امواج را چگونه شناسايي مي کند؟

نرم افزار طراحي شده بر مبناي امواج زميني از باند VHFتا انتهاي microwave (زير نور) قابليت عملکرد دارد.
از سوي ديگر سايتهاي موردنظر با رنگهاي خاص و مجموعه نقاط دريافت سيگنال هاي مشترک با رنگهاي ديگري نشان داده مي شوند. اگر 2سايت ، هم فرکانس باشند و تداخل داشته باشند، تداخل به عنوان Noise محسوب مي شود.

اگر غيرهم فرکانس باشند، نقاطي تحت همپوشاني شدن ارتباط مشخص مي شوند. در واقع سيستم قابليت پيش بيني نقاط همپوشاني 2سايت را دارد.

مزيتهاي سيستم طراحي شده نسبت به نمونه هاي مشابه چيست؟

از مزيت هاي نرم افزار طراحي شده مي توان به موارد زير اشاره کرد:

- کاهش هزينه هاي طراحي در محيط شبيه سازي ، در مقايسه با هزينه هاي اجراي طرحها با روشهاي سنتي

- امکان استفاده کامل پوشش راديويي يک سايت

- کاهش زمان اجراي پروژه هاي اجرايي به زماني نزديک به 2هفته (زمان نصب و تست يک سايت عملي حداقل يک ماه زمان مي برد و تست يک استان با 10سايت حداقل حدود يک سال زمان نياز دارد)

- امکان تصميم گيري سريع مديريتي با کاهش زمان طراحي و وجود plan قابل مشاهده

- امکان استفاده مجدد از فرکانس با مشاهده پوشش راديويي و ايجاد قابليت استفاده از همان فرکانس در منطقه ديگر با حداقل تداخل راديويي 

- امکان مشاهده تداخل راديويي ايستگاه هاي مختلف گفتني است طراحي تمامي شبکه هاي مخابراتي زميني ، هوايي و دريايي با فناوري هاي سنتي يا سلولار با استفاده از اين نرم افزار ممکن است.

آيا برگزيده شدن تان در نوزدهمين جشنواره بين المللي خوارزمي با توجه به تلاش چندين ساله اي که براي طراحي و ساخت نرم افزار ارائه شده متقبل شده ايد، برايتان راضي کننده است؟
مسلما از اين که طي مراحل گزينش بسيار سخت جشنواره به عنوان يکي از 3برگزيده در گروه کامپيوتر انتخاب شده ام ، خوشحالم.

اما آنچه مايه دلسردي و افسوس من و غالب برگزيدگان اين جشنواره است ، نحوه برخورد مسوولان کشور با منتخبان جشنواره خوارزمي در مقايسه با برگزيدگان ساير جشنواره هاي هنري يا ورزشکاران کشور است.

در حالي که طي سالهاي اخير در کشورمان راجع به حمايت از پژوهشگران و توليدکنندگان علم صحبت مي شود، چنين برخوردهايي با پژوهشگران ، مخترعان و مبتکران برگزيده کشور تاسف برانگيز است.