การวิเคราะห์และประเมินประสิทธิภาพของการสื่อสารไร้สายระหว่างเรือในทะเลกับสถานีฝั่งโดยใช้ระเบียบวิธีมอนติคาร์โลเชิงรังสี

Abstract

ในปัจจุบันการสื่อสารไร้สายทางทะเลได้มีความสำคัญมากขึ้นเนื่องจากการใช้งานเครือข่ายแบบแอดฮอกไร้สายทางทะเลที่เพิ่มขึ้น แต่สิ่งหนึ่งที่มีผลกระทบต่อการเชื่อมโยงสัญญาณคือการโคลงของเรืออันเกิดจากคลื่นในทะเล โดยเฉพาะเรือที่ไม่มีระบบรักษาความเสถียรของเสาอากาศจะก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนขอแนวสายอากาศระหว่างเสารับกับเสาส่งไม่ตรงกันเป็นหลัก ซึ่งระดับผลกระทบนั้นขึ้นอยู่กับความกว้างของแถบสัญญาณของเสาอากาศที่เรือและของเสาอากาศบนฝั่ง นอกจากนั้นแล้วสาเหตุที่ทำให้สัญญาณมีคุณภาพด้อยลงยังมาจากสาเหตุการเกิดมัลติพาทธ์เฟสดิ้ง อันเนื่องจากคลื่นสะท้อนพื้นน้ำทะเล ดังนั้นถ้าจำเป็นต้องประเมินคุณภาพของการเชื่อมโยงสัญญาณต้องสามารถพยากรณ์ประสิทธิภาพของการสื่อสารได้อย่างถูกต้อง ในการวิจัยนี้ได้เสนอแนวทางการวิเคราะห์การสื่อสารระหว่างเรือในทะเลกับสถานีฝั่งโดยใช้ระเบียบวิธีมอนติคาร์โลเชิงรังสี สำหรับการจำลองรูปแบบคลื่นในทะเลนั้นใช้การจำลองจากสเปกตรัมแบบด้านเดียวของเพียร์สัน และมอสโควิทซ์ ซึ่งระเบียบวิธีมอนติคาร์โลที่ใช้นั้นอ้างอิงจากพื้นฐานระเบียบวิธีเรย์เทร์สซิ่งซึ่งถูกใช้ในการพยากรณ์สัญญาณที่กระทบพื้นทะเลที่ไม่เรียบและเคลื่อนไหวไปมาตลอดเวลาของทุกค่าเวลา สำหรับในการปฏิบัตินั้นการคำนวณด้วยระเบียบวิธีเรย์เทร์สซิ่งถูกจำกัดให้การสะท้อนสูงสุดที่จำนวนการกระทบ ๒ ครั้ง โดยความเข้มของสัญญาณทั้งหมดที่ได้นั้นมาจากผลรวมของสัญญาณที่รับได้โดยตรงกับสัญญาณที่รับได้จากการกระทบพื้นน้ำทะเล ซึ่งสุดท้ายแล้วค่าทางสถิติที่ได้นั้นเกิดจากการหาค่าเฉลี่ยของผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจากหลายชุดข้อมูล โดยผลลัพธ์เชิงสถิติที่ได้จากวิธีการที่นำเสนอนั้นจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าที่ได้จากกรณีของเรือที่อยู่กับที่บนพื้นท้องทะเลเรียบเพื่อใช้ในการประเมินประสิทธิภาพของการเชื่อมโยงสัญญาณ ซึ่งข้อมูลที่ได้เบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าการคลาดเคลื่อนของเสาอากาศระหว่างเสาอากาศรับกับเสาอากาศส่งนั้นมีผลกระทบน้อยว่าเมื่อเทียบกับผลกระทบที่เกิดจากสัญญาณที่สะท้อนพื้นน้ำทะเลที่ไม่เรียบและมีการเคลื่อนที่ไปมาตลอดเวลา