بررسی بازده انرژی در سیستم های مخابراتی رله در حضور خطای تخمین کانال
چکیده
در سال های اخیر با افزایش تقاضا برای ارسال با نرخ های ارسال بالا، مصرف انرژی در سیستم های مخابراتی بی سیم افزایش یافته است. در نتیجه میزان گاز کربن دی اکسید تولید شده به شدت افزایش یافته است. به همین علت امروزه مصرف انرژی در شبکه های بی سیم یک موضوع تحقیق بسیار مهم است و گروه های تحقیقاتی در جهان به دنبال فراهم کردن راه حل هایی برای افزایش بازدهی انرژی در شبکه های بی سیم سبز هستند. یکی از روش هایی که می تواند منجر به افزایش بازده انرژی در شبکه های مخابراتی شود مخابرات همکارانه می باشد. مخابرات همکارانه می تواند مزایایی همانند آنتن های چند ورودی چند خروجی بدون نیاز به وجود چند آنتن در هر گره را فراهم آورد. در شبکه های بی سیم، رله با کوتاه کردن مسافت ارسال می تواند توان گره ها را کاهش دهد. بنابراین، تکنیک رله کردن می تواند منجر به افزایش بازده انرژی شود. اکثر روش های آشکارسازی و بهینه سازی در شبکه های همکارانه مبنی بر دانستن اطلاعات حالت کانال است. این در حالیست که در شرایط عملی تنها تخمین کانال ها در دسترس است و برای داشتن چنین اطلاعاتی باید بخشی از منابع سیستم مانند پهنای باند و توان به نماد های راهنما اختصاص یابد. علاوه بر این، یکی دیگر از مسائل عملی در مفهوم بازده انرژی، لحاظ کردن توان مصرفی مدار های داخلی در مدل مصرف توان سیستم های مخابراتی است. در مسافت های زیاد توان ارسال بر توان مدارها غالب بوده و می توان از توان مصرفی مدار های داخلی صرف نظر کرد. اما به عنوان مثال، در شبکه های حسگری بی سیم متوسط فاصله بین گره ها اغلب کمتر از ده متر است و در این شبکه ها نمی توان از انرژی مدار در مقابل انرژی ارسال صرف نظر کرد. بدون در نظر گرفتن توان مصرفی مدار های داخلی، بازده انرژی به طور یکنواخت با افزایش بازده طیفی کاهش می یابد. اما با در نظر گرفتن توان مدار ارتباط بین آن دو تغییر کرده و با افزایش بازده طیفی، بازده انرژی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. دراین پایان نامه به بررسی بازده انرژی در ساختار های یک طرفه و دو طرفه شبکه های همکارانه در حضور خطای تخمین کانال و با در نظر گرفتن توان مصرفی مدار ها می پردازیم. همچنین با توجه به تاثیر تخصیص بهینه توان بر بهبود عملکرد و کاهش خطای تخمین، در ادامه تحلیل های هر ساختار، تخصیص توان نماد های راهنما و داده را تحت قیود مسئله، بهینه می کنیم. دقت الگوریتم بهینه سازی ارائه شده، به کمک روش جستجوی سراسری بررسی می شود. نشان می دهیم که با در نظر گرفتن خطای تخمین کانال بازده انرژی کاهش می یابد، اما شکل منحنی بازده انرژی نسبت به بازده طیفی مانند حالت بدون تخمین کانال با در نظر گرفتن توان داخلی مدار ها می باشد.