بهبود كارايي در ارتباطات بي سيم مبتني بر NOMA مشاركتي: شبكه هاي ساكن و خودرويي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

دكتري

امروزه بخش گسترده¬اي از تحقيقات شبكه¬هاي مخابراتي نسل جديد در زمينه ارتباطات خودرويي به همه چيز (V2X) مي¬باشد. افزايش گذردهي، بهبود كارايي طيفي، افزايش قابليت اتصال و قابليت اطمينان شبكه، تأخير پايين و افزايش پوشش شبكه از جمله نيازهاي ارتباطات 5G V2X قلمداد مي¬شوند. براي پاسخگويي به درخواست‌هاي دسترسي V2X در حجم بالا، فناوري‌هاي بي‌سيم جديد از دسترسي چندگانه غير متعامد (NOMA) پشتيباني مي‌كنند. مفهوم دسترسي به پايانه‌ها به‌صورت غير متعامد در شبكه‌هاي خودرويي مي‌تواند تأخير ارسال را كاهش داده و قابليت اطمينان را بهبود ببخشد. در اين رساله به بررسي عملكرد مخابراتي كاربران شبكه سلولي از ديد احتمال قطعي و نرخ داده در يك سيستم چند آنتني مشاركتي مبتني بر NOMA با كاربران ثابت و متحرك پرداخته مي¬شود. ابتدا، سيستم مخابراتي چند كاربري چند آنتني مبتني بر NOMA مشاركتي تحت رله FD و HD در لينك فراسو با كاربران ساكن از ديد احتمال قطعي بررسي مي¬شود. همچنين كارايي سيستم در يك سناريوي عملي شامل اثر لينك خود تداخلي (SI) باقيمانده در رله FD و SIC ناقص ارزيابي مي¬گردد. با هدف حذف كامل تداخل در ايستگاه پايه¬ي مجهز به آنتن‌هاي متعدد، از آشكارساز ZF بهره گرفته مي¬شود. مطابق با نتايج به دست آمده، سناريوي مشاركتي چند كاربري MIMO-NOMA با رله FD احتمال قطعي بهتري نسبت به سناريو با رله HD فراهم مي¬كند. نتايج شبيه‌سازي عددي و شبيه¬سازي مونت كارلو ارائه شده كه همديگر را تأييد مي¬كنند. در ادامه بر روي ادغام طرح‌هاي ارسالي چند آنتني مشاركتي FD و تكنيك ارسال شبه بدون مجوز (SGF) مبتني بر NOMA، با هدف برآورده كردن الزامات تأخير پايين، قابليت اطمينان بالا و تعداد بالاي دستگاه‌هاي متصل در شبكه¬هاي خودرويي فراسو و فروسو تمركز مي¬شود. يك رويكرد ارسالي مبتني بر طرح NOMA-OMA تركيبي معرفي شده كه مي‌تواند قابليت اتصالات شبكه را در عين كاهش پيچيدگي طراحي گيرنده (كاهش مراحل انجام SIC)، بهبود ببخشد. با هدف برآورده كردن نيازهاي QoS، از روش آشكارسازي SIC تركيبي بهره گرفته شده است. نشان داده مي‌شود كه سيستم ارتباطاتي خودرويي مبتني بر رله FD از خطاي كف (error floor) در معيار احتمال قطعي رنج مي‌برد. از اين رو، مسئله بهينه‌سازي براي طراحي يك شكل‌دهنده پرتو ارسالي مبتني بر معيار ZF اصلاح يافته، براي حذف كامل لينك خود تداخلي (SI) نامطلوب در رله FD فرمول‌بندي مي‌شود. علاوه بر آن، يك رويكرد جديد آشكارسازي SIC تركيبي نيز براي حالتي كه سيگنال‌هاي ارسالي اثرات محوشدگي يكساني را در يك كانال مشترك (يعني لينك بين رله و ايستگاه پايه) تجربه مي‌كنند، طراحي و پيشنهاد مي‌شود. به منظور مدل¬سازي حركت وسيله نقليه، از توزيع گاوسي برش يافته بهره گرفته شده است. معادلات احتمال قطعي دقيق و مجانبي به‌صورت تحليلي استخراج مي¬شوند كه بر اساس آن تحليل مرتبه دايورسيتي نيز ارائه شده و در كنار آن براي تأييد صحت نتايج تحليلي به دست آمده، شبيه‌سازي‌هاي مونت كارلو انجام مي‌گيرد.

232803

مخابرات سيستم

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان