Проектирование беспроводной локальной сети в помещении с применением цифрового двойника и алгоритма автоматизированной расстановки точек доступа

В статье рассматривается способ проектирования беспроводной локальной сети с использованием цифрового двойника помещения. Рассматриваются возможности цифрового двойника для упрощения хранения и синхронизации данных о структуре помещения и расположении устройств. Описывается разработанная структура здания, которая включает в себя этажи, хранящие информацию о координатах и моделях точек доступа, устройств пользователей и препятствий. Информация на этажах разделена на соответствующие слои, что позволяет иметь быстрый доступ к любым данным по координатам. Также в статье рассматривается реализация алгоритма для автоматизированной расстановки точек доступа в помещении. Алгоритм включает в себя систему «агентов», где каждая точка доступа выступает отдельной сущностью, пытающейся выполнить поставленные условия в своей области. В зависимости от установленного проектировщиком количества итераций, начального количества точек доступа, точности и ограничений можно получить разные результаты. Таким образом, результат работы алгоритма позволяет оценить различные ситуации и выбрать наиболее подходящий вариант расстановки точек доступа в помещении с учетом всех поставленных условий. При помощи разработанных инструментов проектировщик может наглядно увидеть, как при помощи алгоритма были расположены точки доступа, как сигнал от каждой точки распространяется по помещению и выполняются ли все условия для размещенных в помещении устройств.

1. Srikamta N., Namee Kh., Chatngoen K., Boonkuson N., Meny A., Kaewsaeng-On R. A Study of the Accuracy of the Software Site Survey to Find the Appropriate Location to Install the Access Point for Indoor Positioning. In: 2022 20th International Conference on ICT and Knowledge Engineering (ICT&KE), 23–25 November 2022, Bangkok, Thailand. IEEE; 2022. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICTKE55848.2022.9983217

2. Shah S.J.A., Mufti N., Ahmad T. Optimized Coverage and Capacity Planning of Wi-Fi Network based on Radio Frequency Modeling & Propagation Simulation. International Journal of Innovations in Science & Technology. 2024;6(5):63–73.

3. Печенкин В.В., Королёв М.С. Оптимизация размещения средств наблюдения в трёхмерной сцене с целью минимизации «слепых зон». Компьютерная оптика. 2017;41(2):245–253. https://doi.org/10.18287/2412-6179-2017-41-2-245-253

4. Thaker Mahmood A., Nuri Uçan O. Wireless LAN Design and Future Internet Architecture. NTU Journal of Engineering and Technology. 2024;3(1).

5. Bridova I., Moravcik M. A System Approach in a WiFi Network Design. In: 2023 33rd Conference of Open Innovations Association (FRUCT), 24–26 May 2023, Zilina, Slovakia. IEEE; 2023. P. 15–20. https://doi.org/10.23919/FRUCT58615.2023.10142994

6. Teo S.I.E., Zhou Yu., Yeoh Ju.K.-W. Indoor WiFi Path Loss Model to Estimate Indoor Network Coverage Considering Residential Design. [Preprint]. Smart and Sustainable Built Environment. URL: https://doi.org/10.1108/SASBE-05-2023-0131 [Accessed 19th January 2025].

7. Bytyqi S., Jashari B. Experimental Assessment of the Effects of Building Materials on Wi-Fi Signal 2.4 GHz and 5 GHz. Journal of Computer and Communications. 2024;12(5):1–10. https://doi.org/10.4236/jcc.2024.125001

8. Аветисян Т.В., Минаев К.А., Преображенский А.П., Преображенский Ю.П. Моделирование и оптимизация размещения передающих устройств в беспроводной системе связи. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024;12(1). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2024.44.1.034

9. Zhang Ya. Digital Twin: Architectures, Networks, and Applications. Cham: Springer; 2024. 126 p. https://doi.org/10.1007/978-3-031-51819-5

10. Hakiri A., Gokhale A., Yahia S.B., Mellouli N. A Comprehensive Survey on Digital Twin for Future Networks and Emerging Internet of Things Industry. Computer Networks. 2024;244. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2024.110350

11. Ayidu N.J., Elaigwu V.O. Pathloss Prediction Model in WLAN Propagation. FUDMA Journal of Sciences. 2023;7(3):1–5. https://doi.org/10.33003/fjs-2023-0703-1822

12. Gibney A.M., Klepal M., Pesch D. A Wireless Local Area Network Modeling Tool for Scalable Indoor Access Point Placement Optimization. In: SpringSim '10: Proceedings of the 2010 Spring Simulation Multiconference, 11–15 April 2010, Orlando, FL, USA. San Diego: Society for Computer Simulation International; 2010. https://doi.org/10.1145/1878537.1878707