کتاب صوتی تحلیل اتصال‌پذیری شبکه‌های LoRaWAN غیرزمینی برای ارتباطات گسترده ماشینی زیرزمینی (mMTC)

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب تحلیل اتصال‌پذیری شبکه‌های LoRaWAN غیرزمینی برای ارتباطات گسترده ماشینی زیرزمینی (mMTC)

موضوع کلی: شبکه‌های بی‌سیم نسل آینده

موضوع میانی: ارتباطات غیرزمینی (Non-Terrestrial Networks) و کاربردهای آن

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر شبکه‌های بی‌سیم نسل آینده
• 2. اینترنت اشیا (IoT) و تکامل آن
• 3. ارتباطات گسترده ماشینی (mMTC): تعاریف و الزامات
• 4. شبکه‌های غیرزمینی (NTN): مبانی و چشم‌انداز
• 5. مقدمه‌ای بر فناوری LoRa و استاندارد LoRaWAN
• 6. چالش‌های ارتباطات زیرزمینی
• 7. نقش LoRaWAN-NTN در mMTC زیرزمینی
• 8. اهداف و ساختار دوره آموزشی
• 9. مروری بر مقالات علمی مرتبط با موضوع
• 10. مدل‌های تجاری و کاربردهای بالقوه
• 11. لایه فیزیکی LoRa: مدولاسیون Chirp Spread Spectrum (CSS)
• 12. پارامترهای اصلی LoRa: ضریب گسترش (SF)، پهنای باند (BW) و نرخ کد (CR)
• 13. بودجه لینک LoRa و برد ارتباطی
• 14. معماری LoRaWAN: اجزا و نقش‌ها (End Device, Gateway, Network Server, Application Server)
• 15. کلاس‌های دستگاه در LoRaWAN: کلاس A، B و C
• 16. فرآیند پیوستن (Join Procedure) در LoRaWAN
• 17. نرخ داده تطبیقی (Adaptive Data Rate - ADR) و اهمیت آن
• 18. مکانیزم‌های MAC در LoRaWAN
• 19. محدودیت‌های چرخه کار (Duty Cycle) و تأثیر آن
• 20. امنیت در LoRaWAN: رمزنگاری و احراز هویت
• 21. مصرف انرژی در دستگاه‌های LoRaWAN
• 22. پیاده‌سازی گیت‌وی‌های LoRaWAN
• 23. پروتکل‌های سمت سرور در LoRaWAN
• 24. چالش‌های مقیاس‌پذیری در شبکه‌های LoRaWAN
• 25. LoRaWAN در برابر سایر LPWANها (NB-IoT, Sigfox)
• 26. طبقه‌بندی شبکه‌های NTN: ماهواره‌ها، HAPS و UAVها
• 27. ماهواره‌های مدار پایین زمین (LEO): مزایا و چالش‌ها
• 28. صورت فلکی ماهواره‌های LEO: طراحی و پوشش
• 29. ماهواره‌های مدار میانی زمین (MEO) و مدار زمین‌ایستا (GEO)
• 30. پلتفرم‌های ارتفاع بالا (HAPS): پهپادهای استراتوسفری
• 31. وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) به عنوان گیت‌وی متحرک
• 32. معماری شبکه‌های ماهواره‌ای: بخش فضایی و زمینی
• 33. بودجه لینک در ارتباطات ماهواره‌ای
• 34. اثر داپلر در ارتباطات ماهواره‌ای و جبران آن
• 35. تأخیر و لرزش (Jitter) در شبکه‌های NTN
• 36. مدیریت توان در NTN
• 37. چالش‌های امنیتی در NTN
• 38. مقررات طیف فرکانسی برای NTN
• 39. استانداردهای 3GPP برای NTN
• 40. NTN به عنوان بک‌هال (Backhaul)
• 41. محیط‌های زیرزمینی: معادن، تونل‌ها، خاک و سنگ
• 42. مدل‌های انتشار امواج الکترومغناطیسی در محیط‌های زیرزمینی
• 43. افت مسیر (Path Loss) در کانال‌های زیرزمینی
• 44. تأثیر رطوبت خاک و ترکیب آن بر انتشار سیگنال
• 45. جذب و پراکندگی (Absorption and Scattering) امواج
• 46. آنتن‌ها برای کاربردهای زیرزمینی: طراحی و بهینه‌سازی
• 47. مدل‌سازی کانال‌های ارتباطی زیرزمینی
• 48. نویز و تداخل در محیط‌های زیرزمینی
• 49. راهکارهای کاهش افت سیگنال در زیرزمین
• 50. استفاده از امواج با فرکانس پایین‌تر برای نفوذ بیشتر
• 51. ارتباطات از طریق رسانا (Through-the-Earth Communications)
• 52. تکرارکننده‌ها (Repeaters) و تقویت‌کننده‌ها در زیرزمین
• 53. سیستم‌های مکان‌یابی زیرزمینی
• 54. چالش‌های توان و باتری در دستگاه‌های زیرزمینی
• 55. سنسورهای مورد نیاز برای کاربردهای زیرزمینی
• 56. انگیزه‌ها و مزایای یکپارچه‌سازی LoRaWAN-NTN
• 57. مدل‌های معماری برای LoRaWAN مبتنی بر NTN
• 58. گیت‌وی‌های LoRaWAN مبتنی بر ماهواره (Space-borne Gateways)
• 59. گیت‌وی‌های LoRaWAN مبتنی بر UAV/HAPS
• 60. طراحی شبکه هیبریدی NTN-LoRaWAN-زیرزمینی
• 61. چالش‌های همگام‌سازی در سیستم‌های ترکیبی
• 62. تخصیص منابع طیفی در سیستم‌های یکپارچه
• 63. مدیریت پویای انرژی در گیت‌وی‌های NTN
• 64. تأثیر حرکت گیت‌وی‌های NTN بر پوشش LoRaWAN
• 65. استراتژی‌های رله (Relaying) برای افزایش برد
• 66. بهینه‌سازی مکان گیت‌وی‌های NTN
• 67. پروتکل‌های مسیریابی در شبکه‌های ترکیبی
• 68. ارتباط دستگاه‌های زیرزمینی با گیت‌وی‌های NTN
• 69. راهکارهای کاهش تداخل در سیستم‌های یکپارچه
• 70. قابلیت اطمینان و در دسترس بودن سیستم‌های ترکیبی
• 71. تعریف اتصال‌پذیری (Connectivity) در شبکه‌های LoRaWAN-NTN-زیرزمینی
• 72. معیارهای عملکردی: پوشش، ظرفیت، تأخیر و انرژی
• 73. هندسه تصادفی (Stochastic Geometry) برای مدل‌سازی شبکه
• 74. مدل‌های کانال end-to-end برای سیستم‌های NTN-Subterranean
• 75. تحلیل احتمال قطعی (Outage Probability)
• 76. محاسبه نرخ انتقال داده (Throughput)
• 77. تحلیل مصرف انرژی دستگاه‌های زیرزمینی
• 78. مدل‌سازی مکانیزم‌های دسترسی (ALOHA, CSMA) در NTN-LoRaWAN
• 79. شبیه‌سازی شبکه‌های LoRaWAN-NTN با ابزارهای NS-3 و OMNeT++
• 80. مدل‌سازی ریاضی با استفاده از زنجیره‌های مارکوف و نظریه صف
• 81. مقایسه روش‌های تحلیلی و شبیه‌سازی
• 82. تأثیر پارامترهای LoRa (SF, BW) بر اتصال‌پذیری
• 83. بهینه‌سازی پارامترهای شبکه برای حداکثر اتصال‌پذیری
• 84. تحلیل حساسیت (Sensitivity Analysis) پارامترهای کلیدی
• 85. ارزیابی عملکرد سیستم در سناریوهای مختلف
• 86. کاربردهای mMTC زیرزمینی: مروری جامع
• 87. پایش ایمنی معادن و شناسایی گازهای خطرناک
• 88. پایش زیرساخت‌های زیرزمینی (خطوط لوله، تونل‌ها، کابل‌ها)
• 89. حسگری و اکتشافات ژئولوژیکی
• 90. کشاورزی هوشمند زیرسطحی (پایش رطوبت و سلامت ریشه)
• 91. پایش محیطی در غارها و سازندهای زیرزمینی
• 92. مدیریت بلایای طبیعی (پایش پس از زلزله و سونامی)
• 93. مدیریت پسماند و آب‌های زیرزمینی
• 94. مطالعات موردی از پروژه‌های واقعی
• 95. ملاحظات اخلاقی و حریم خصوصی در کاربردهای زیرزمینی
• 96. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی NTN-LoRaWAN
• 97. تخصیص پویای منابع و مدیریت ترافیک
• 98. امنیت و حریم خصوصی پیشرفته در NTN-LoRaWAN
• 99. تکامل استانداردها و همکاری‌های بین‌المللی
• 100. جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آینده و مسائل باز