تحليل و شبيه سازي سيستم¬هاي سيار انبوه آنتني MIMO با رله براي افزايش راندمان انرژي

كارشناسي ارشد

نسل جديد شبكه¬هاي بي¬سيم بايد خدمات بسيار متنوعي ازجمله ارائه اينترنت با حداكثر سرعت، مكالمه¬هاي تصويري باكيفيت بالا و ... را براي كاربران فراهم آورند. اين خدمات جديد و رو به افزايش نياز به نرخ ارسال¬هاي بسيار بالا دارند. نياز به نرخ ارسال¬هاي بالا و تعداد بسيار زياد كاربران شبكه¬هاي بي¬سيم باعث شده تا ارائه اين خدمات نياز به انرژي بسيار زيادي داشته باشند. توليد بالاي انرژي موجب افزايش شديد گازهاي گلخانه‌اي مي¬شود. در شبكه¬هاي 5G يك نوع از MIMO پيشنهاد مي¬شود كه تعداد زيادي از آنتن¬ها در ايستگاه پايه به نام MIMO انبوه كار مي¬كنند. با استفاده از اين فنّاوري، ايستگاه پايه مي¬تواند هم‌زمان با چندين كاربر در همان باند فركانسي ارتباط برقرار كند، ازاين‌رو يك چندگانگي بالا و همچنين بهره آرايه‌اي در يك‌زمان را فراهم مي¬كند. رله¬ها اگر¬چه ابتدا به‌منظور افزايش سطح پوشش ارسال داده شناخته مي¬شد اما بعداً متوجه شدند كه رله مي¬تواند در يك سيستم ارتباطي بي¬سيم كاربردي باشد تا نه‌تنها سطح پوشش را افزايش دهد، بلكه بازده شبكه و ظرفيت سيستم را افزايش دهد و همچنين توان ارسال را كاهش دهد.. در اين پايان‌نامه، اطلاعات كانال ناقص درنظرگرفته شده است. طرح‌هاي تقويت-ارسال و كدگشايي- ارسال با استفاده از پردازش MRT/MRC در رله استفاده‌شده است. سپس سه طرح مقياس‌پذيري توان موردبحث قرارگرفته است. مقياس‌پذيري توان براي صرفه‌جويي در مصرف توان مفيد است كه مهم‌ترين مزيت استفاده از آنتن‌هاي بسيار زياد است. در ادامه به بررسي راندمان انرژي بر اساس توان هر كاربر و رله در سيستم رله انبوه آنتني پرداخته شده است. يك رابطه يكنوا بين راندمان انرژي و راندمان طيفي برقرار است. به طور مثال در راندمان طيفي 35[bits/s/Hz] ،راندمان انرژي درحالت تخصيص توان يكسان حدودا 0.9[bits/J] در حالي كه تخصيص توان بهينه حدود4.8[bits/J] مي باشد. مشاهده مي شود با افزايش راندمان طيفي، راندمان انرژي كاهش مي يابد مثلا در راندمان طيفي 60[bits/s/Hz]، راندمان انرژي درحالت تخصيص توان يكسان حدودا 0.3[bits/J] در حالي كه تخصيص توان بهينه حدود0.7 [bits/J] مي باشد. همچنين به بررسي تخصيص توان پايلوت و توان داده پرداخته شده است كه حالت تخصيص توام توان بهينه كاربر و پايلوت از دو حالت ديگر يعني تخصيص توان يكسان، تخصيص توان بهينه كاربر عملكرد بهتري دارد. بعلاوه تخصيص بهينه كاربر نسبت به تخصيص توان يكسان عملكرد بهتري دارد.

194420

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات

دكتر ابوالفضل فلاحتي