تخصيص توان كارامد از حيث انرژي در ارتباط فراسوي چندورودي - چندخروجي انبوه موج ميليمتري با همياري دستيابي چندگانه غير متعامد

كارشناسي ارشد

تحقيقات بر روي نسل پنجم شبكه‌هاي بي‌سيم (5G) تحقيقات زيادي را در محيط‌هاي علمي و صنعتي به سمت خود جلب نموده است. انتظار مي‌رود كه شبكه‌ي 5G ظرفيت شبكه‌هاي فعلي را تا 1000 برابر افزايش دهد. اين افزايش ظرفيت مشكل مصرف زياد انرژي را به دنبال دارد. بنابراين ارائه راه‌حل‌هاي تخصيص توان كه از نظر انرژي كارامد هستند و در عين حال نيازمندي‌هاي تكنيكي را برآورده مي‌كنند اهميت زيادي دارد. افزايش ظرفيت سيستم مخابراتي بي‌سيم به ميزان زيادي به كارايي طيفي و پهناي باند بستگي دارد. از آنجايي كه باند فركانسي موج ميلي‌متري (mmWave) پهناي باند بسيار زيادي را در دسترس شبكه‌هاي مخابراتي قرار مي‌دهد به عنوان تكنيكي نويدبخش در شبكه‌هاي بي‌سيم 5G مد نظر گرفته است. از سوي ديگر، تكنيك چندورودي – چندخروجي انبوه (mMIMO) كه تطابق بالايي با فركانس‌هاي موج ميلي‌متري دارد براي بهبود كارايي طيفي 5G مورد توجه زيادي قرار گرفته است. براي افزايش بيشتر كارايي طيفي مي‌توان شيوه‌ي دستيابي چندگانه غير متعامد (NOMA) را با mmWave mMIMO ادغام كرد. NOMA با كمك كدگذاري برهم‌نهي (SC) و حذف تدريجي تداخل (SIC) امكان پشتيباني بيش از يك كاربر در هر پرتو را فراهم مي‌سازد. با توجه به موجود نبودن اطلاعات وضعيت كانال (CSI) در سيستم‌هاي عملي، در نظر گرفتن خطاي تخمين كانال و دخيل كردن آن در روابط ظرفيت قابل دستيابي كاربران اهميت به‌سزايي در تحليل عملكرد سيستم دارد. در اين پايان‌نامه فراسوي يك سيستم mmWave mMIMO-NOMA در نظر گرفته شده است و با در نظر گرفتن خطاي تخمين كانال، يك رابطه فرم‌بسته براي نرخ مجموع كاربران در هر خوشه استخراج شده است. در ادامه، يك الگوريتم دولايه‌ي تخصيص توان جهت بيشينه‌سازي بازدهي كارايي انرژي معرفي شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه الگوريتم پيشنهادي نسبت به خطاي تخمين كانال مقاوم است و عملكرد مناسبي از خود نشان مي‌دهد. به عنوان مثال، به ازاي خطاي تخمين كانال 30%، افت بازدهي كارايي انرژي سيستم در حدود 30% خواهد بود.

194433

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيدمحمد رضوي زاده

مخابرات ـ سيستم

دكتر بهمن ابوالحسني