تحلیل و شبیه سازی شکل دهی پرتو توزیع شده در شبکه های رله بی سیم چندکاربره
چکیده
دایورسیتی مشارکتی می تواند افزایش چشم گیری در ظرفیت شبکه های بی سیم فراهم کند که بوسیله گره های موبایل در شبکه که به برقراری ارتباطات یکدیگر کمک می کنند، محقق می شود. این دایورسیتی به عنوان یکی از راه های موثر برای غلبه بر اثرات مخرب کانال همانند فیدینگ چندمسیره، سایه افکنی ، تلفات مسیر و تداخل، مطرح است. رله ها در این سناریو با کمک کردن به رله منبع، نسخه هایی از سیگنال منبع را به مقصد رسانده و با فراهم کردن دایورسیتی اضافی، کیفیت سیگنال را نیز بهبود می دهند. در مقالات، طرح های مختلفی از مخابرات مشارکتی مطرح شده که از مهمترین آنها میتوان به تقویت-ارسال (af)وکدبرداری-ارسال(df) اشاره کرد. در این پایان نامه ، ابتدا به بررسی شکل دهی پرتو توزیع شده در شبکه های رله تک کاربره می پردازیم. سپس به طراحی ضرایب شکل دهی پرتو در شبکه چند کاربره با رله چند ورودی چند خروجی(mimo ) می پردازیم. سیستم های mimo به خاطر توانایی شان در پشتیبانی سرعت بالای دیتا و بهبود شبکه های بی سیم، مورد مطالعه بسیاری بوده است. در کار ما فرض شده است که رله ها آمارگان مرتبه دوم کانال های منبع-رله و رله-مقصد را در اختیار دارند و از پروتکل تقویت و ارسال دوگامی استفاده شده است. گام اول شامل ارسال سیگنال از منبع به رلهmimo- وگام دوم شامل ارسال یک نسخه تقویت شده وتنظیم فاز شده از سیگنال دریافتی، به سمت مقصد است. هدف این پایان نامه بدست آوردن ضرایب شکل دهی پرتو در رله mimo است بگونه ای که علاوه بر مینیمم کردن توان ارسالی رله ، سیگنال به نویز و تداخل (sinr) در تمام گره های مقصد، بالاتر از یک سطح آستانه باقی بماند. نشان می دهیم که یک چنین مسئله بهینه سازی یک مسئله غیرمحدب است و از نمونه مسئله هایی است که هم تابع هدف و هم قیود درجه دوم اند (qcqp). در روش ارائه شده در این پایان نامه ابتدا با استفاده از تکنیک ساده سازی مسئله را به یک مسئله sdp تبدیل می کنیم و با استفاده از تکنیک تصادفی به طور موثر به جواب می رسیم. شکل دهی پرتو به خاطر کاهش پیچیدگی های سخت افزاری کاربرها و صرفه جویی در توان محاسباتی، تنها در گره mimo رله در نظر گرفته شده است. در نهایت با معرفی سیستم cdma به عنوان یک تکنیک دسترسی چندگانه کانال، که با تخصیص یک کد یکتا به هر کاربر امکان دسترسی چندگانه کانال را در یک فرکانس و یک زمان ایجاد می کند، مدل سیستم را به رله mimo-cdma تعمیم می دهیم و نشان می دهیم که توان مصرفی شبکه به حد قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.