تحلیل و شبیه سازی دسترسی دینامیک فرکانسی در سیستم های رادیو شناختگر مبتنی بر ofdm
چکیده
افزایش نیاز به سیستم های مخابراتی که بتوانند ارتباطی با کیفیت مطلوب ارائه دهند و همچنین از سرعت انتقال مناسبی بهره مند باشند، محققان علم مخابرات را ناگزیر کرد تا سیستم های جدیدی تحت عنوان رادیوهای شناختگر را که توانایی انطباق با محیط و استفاده بهینه از طیف فرکانسی را دارند، طراحی کنند. این سیستم ها با حس محیط اطراف خود، ویژگی هایی نظیر میزان نویز محیط، مکان حفره های فرکانسی و مکان جغرافیایی که در آن قرار گرفته اند، پارامترهای ارسال خود را بصورت بهینه تنظیم می کنند و کارایی فرستنده و در نهایت شبکه در بهترین حالت خود قرار خواهد گرفت. در این پایان نامه نشان داده خواهد شد که تکنیک ofdm بعنوان بهترین گزینه موجود جهت استفاده در لایه فیزیکی است. داشتن پارامترهای قابل تنظیم متعدد و سهولت در پیاده سازی از ویژگی های استفاده از این تکنیک است. از میان مشکلات مطرح در زمینه رادیوهای شناختگر مبتنی بر ofdm، مساله papr و اختصاص توان و استفاده از نرخ بهینه جهت بررسی و تحلیل انتخاب شده اند. در این پایان نامه ضمن بررسی تفصیلی این مسائل روشهای جدیدی برای بهبود عملکرد سیستم ها ارائه شده است. روش های معمول کاهش papr برای استفاده در شبکه های رادیو شناختگر دارای مشکلاتی هستند. اغلب آن ها برای توان های مساوی زیرحامل ها طراحی شده اند، و مقدار آستانه مشخصی برای papr مطرح نمی گردد. این روش ها بصورت بهینه سازی نشده هستند و موارد مطرح در بحث شبکه های رادیو شناختگر در آن ها لحاظ نشده است. از اینرو در این پایان نامه با محاسباتی که انجام شده است، دو روش جدید با دو رویکرد متفاوت یقینی و احتمالی مورد توجه قرار گرفت که در هر مورد شبیه سازی های لازم صورت پذیرفت. هرچند که این روش ها حجم محاسباتی بیشتری دارند اما مشکلات مطرح شده را رفع نموده اند. ضرورت استفاده از یک رویکرد عملی در حل و پیاده سازی مساله اختصاص توان و اختصاص بیت بنده را بر آن داشت تا با مطالعه در این زمینه، یکی از روش های جدید انتخاب و پیاده سازی شود. مقاله مرجع مورد استفاده دارای ایراداتی بود که با تماس هایی که با نگارنده آن برقرار شد، اصلاح گردید و شبیه سازی ها بر اساس آن انجام گرفت. این روش رویکرد عملی را با توجه به ساختار شبکه، نحوه اشغال طیف فرکانسی توسط کاربران مختلف، و میزان تداخل روی کاربران موجود در شبکه، جهت تعیین کران بالای توان زیرحامل ها بدست می دهد، که به عنوان یکی از قیود مساله بهینه سازی طرح شده خواهد بود. در ادامه با اضافه کردن شرط papr، مساله جدیدی تعریف شد که با حل عددی آن نتایج بدست آمده با حالت قبلی مقایسه گشت و یک چهارچوب کلی برای استفاده در رادیوهای شناختگر ارائه شد.
