تحليل كارايي انرژي و پوشش در سيستم هاي انبوه آنتني

دكتري

با توجه به گسترش روز افزون استفاده از شبكه هاي مخابراتي، افزايش ظرفيت و نرخ در اين شبكه ها بيش از بيش در نسل هاي آتي اهميت پيدا مي كنند. يكي از مهم ترين ابزارهايي كه اخيرا براي افزايش كارايي پيشنهاد شده است استفاده از سيستم هاي انبوه آنتني است. اما ميزان مورد انتظار براي افزايش نرخ و ظرفيت در نسل هاي بعدي سيستم هاي مخابراتي صرفا با افزايش تعداد آنتن ها ميسر نمي شود و بنظر ناگزير از استفاده از سيستم هاي موج ميلي متري در كنار آنها هستيم. اكثر پژوهش هاي قبلي ارتفاع كاربران را ناديده گرفته اند، در صورتي كه در عمل كاربران مي توانند در ارتفاع هاي مختلفي قرار بگيرند. در اين رساله به اثر ارتفاع و همچنين استفاده از شكل دهي پرتوي سه بعدي (استفاده از تنظيم زاويه ي شيب( با استفاده از ابزار هندسه ي تصادفي و در نظر گرفتن كارايي انرژي و پوشش در سيستم هاي انبوه آنتني مي پردازيم. ابتدا به بررسي اثر عدم هم ترازي پرتو بين فرستنده و گيرنده در سيستم هاي موج ميلي متري پرداخته و مشاهده مي شود كه با استفاده از مشاركت ايستگاه هاي پايه، مي توان كارايي مشابه حالت هم ترازي پرتو بدست آورد. در ادامه سيستم موج ميلي متري با در نظر گرفتن اثر شكل دهي پرتو و اثر مانع شدگي در دو سناريوي شبكه ي همگن و ناهمگن مطالعه مي شود. مشاهده مي شود بهينه سازي زاويه ي شيب در هر دو سناريو بسيار پيچيده است و در اين راستا روش با پيچيدگي كم كه كارايي نزديك به كارايي بهينه دارد براي هر دو سناريو پيشنهاد و در نتايج عددي صحت عملكرد آن بررسي مي شود. در ادامه اثر شكل دهي پرتوي سه بعدي با در نظر گرفتن ارتفاع متغير كاربران مطالعه مي شود. براي اين منظور ابتدا در يك سيستم انبوه آنتني با در نظر گرفتن اثر آلودگي راهنما، بهينه سازي زاويه ي شيب براي بيشينه كردن پوشش پرداخته مي شود. مشاهده مي كنيم كه در نظر گرفتن ارتفاع كاربران و بهينه سازي زاويه ي شيب باعث بهبود قابل توجهي در كارايي و همچنين ناديده گرفتن آن منجر به افت كارايي حتي نسبت به حالت شكل دهي پرتوي دو بعدي مي شود. در ادامه در يك سيستم موج ميلي متري با در نظر گرفتن ارتفاع متغير كاربران و شكل دهي پرتوي سه بعدي به بررسي بهينه سازي زاويه ي شيب براي افزايش كارايي مي پردازيم. در اين قسمت نيز روشي كارا با پيچيدگي كم ارائه مي شود كه كارايي بسيار نزديكي به حالت بهينه دارد. در نهايت به دليل اينكه توزيع متا اطلاعات جامع تري را در اختيار ما مي گذارد، در شبكه هاي دو قطبي و سلولار به بررسي اثر ارتفاع كاربران پرداخته مي شود. در اين قسمت اثر ارتفاع كاربران بر روي ممان هاي مهم توزيع متا در حالت هاي مهم حدي چگالي ايستگاه هاي پايه و همچنين آستانه ي SINRمطالعه مي شود. بطور كلي ملاحظه شد كه قابليت اطمينان لينك با افزايش ارتفاع موثر كاهش مي يابد.

194824

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر تامي اسونسن

مخابرات سيستم

دكتر سيد محمد رضوي زاده