يكپارچه سازي لينك هاي دسترسي و بكهال در شبكه هاي بدون سلول مبتني بر سطوح بازتابي هوشمند

كارشناسي ارشد

يكي از مهم‌ترين چالش‌ها در پياده‌سازي شبكه‌هاي بدون سلول، فراهم آوردن لينك بكهال لازم براي تعداد زيادي نقاط دسترسي توزيع شده در سطح شبكه است. پياده‌سازي لينك‌هاي بكهال از طريق فيبر نوري مستلزم هزينه‌هاي بسيار زياد جهت راه‌اندازي و نگهداري بوده و قابليت انعطاف‌پذيري شبكه را كاهش خواهد داد. از اين رو، لينك‌هاي بكهال بدون سيم مي‌توانند به عنوان جايگزين لينك‌هاي سيمي معرفي گردند تا پاسخ‌گوي مشكلات مطرح شده باشند. همچنين، پياده‌سازي لينك بكهال به صورت يكپارچه شده با لينك دسترسي اين امكان را فراهم آورده كه داده‌هاي مورد نياز اين لينك با هزينه كمتر و با حداكثر بازدهي طيف در اختيار نقاط دسترسي قرار گيرند. در اين پايان‌نامه به بررسي بكهال بيسيمِ يكپارچه شده با لينك دسترسي در شبكه‌هاي بدون سلول (cell-free) و در حضور سطوح بازتابي هوشمند (IRS) پرداخته مي‌شود. بدين منظور، در لينك‌هاي دسترسي و بكهال بيسيم از باند يكسان موج ميلمتري استفاده مي‌گردد تا به وسيله بهينه‌سازي ماتريس‌هاي شكل‌دهي پرتو هيبريدي، داده‌هاي مورد نياز با حداكثر نرخ انتقال يابند. در ابتدا، لينك بكهال به صورت ديد مستقيم فرض شده و در ادامه با فرض عدم وجود ديد مستقيم ناشي از مسدود شدن سيگنال‌هاي ارسالي در باند موج ميلمتري، از IRSهاي توزيع شده در سطح شبكه جهت برقراري لينك بكهال استفاده مي‌گردد. همچنين ضريب اختصاص پهناي باند بين دو لينك دسترسي و بكهال به گونه‌اي بهينه مي‌شود تا در كنار مقدار بهينه ساير پارامتر‌هاي شبكه، باعث ماكزيمم‌سازي نرخ انتها به انتها گردند. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد كه يكپارچه‌سازي لينك‌هاي دسترسي و بكهال باعث بهبود عملكرد شبكه‌هاي بدون سلول مي‌گردد. همچنين، روش پيشنهاد شده جهت محاسبه‌ي ماتريس شكل‌دهي پرتو هيبريدي با تعداد زنجيره RF كمتر، توانايي دستيابي به عملكرد روش شكل‌دهي پرتو تماماً ديجيتال را دارا مي‌باشد. در ادامه نشان داده مي‌شود كه در صورت عدم وجود لينك‌هاي ديد مستقيم در بكهال ناشي از استفاده از باند فركانسي موج ميليمتري، مي‌توان نرخ مورد نياز بكهال را از طريق لينك‌هاي بازتابي و به وسيله IRSها فراهم نمود و روش پيشنهاد شده جهت بهينه‌سازي شيفت فاز المان‌هاي IRSها باعث بهبود عملكرد شبكه مي‌گردد. به‌علاوه، استفاده از IRSها در لينك بكهال باعث شده تا بتوان با بهبود نرخ اين لينك، نرخ انتها به انتها شبكه‌هاي بدون سلول را افزايش داد.

210906

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق- مخابرات سيستم

دكتر سيد محمد رضوي زاده