%41تخفیف

دانلود پروژه:تخصیص توان و انتخاب رله در سیستم¬های مبتنی بر مخابرات تعاونی

تعداد 105 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir
فایل ناب

دانشکده مهندسي برق و کامپیوتر

پايان‌نامه دوره کارشناسي ارشد مهندسي برق – مخابرات

 

 تخصیص  توان و انتخاب رله در سیستم­های مبتنی بر مخابرات تعاونی

چکيده

مخابرات تعاونی که در آن، کاربران از طریق آنتن مربوط به همسایگان خویش یک شبکه چند ورودی- چند خروجی مجازی را به وجود می­آورند، از روش­های جدیدی است که برای پیاده­سازی چندگانگی در ارسال مورد استفاده قرار می­گیرد. یکی از راه­های بالا بردن کارائی یک سیستم تعاونی، تخصیص مناسب منابع سیستم از قبیل توان، پهنای باند، زمان و … است. در این تحقیق، بهینه­سازی ترکیبی اختصاص توان و انتخاب همکار با مشارکت کاربران مورد مطالعه قرار می­گیرد. مسئله در دو حالت تک حامله و چند حامله مورد بررسی قرار گرفته و به این نتیجه می­رسیم که در یک سیستم OFDM، بهینه­سازی تخصیص توان و انتخاب همکار وابسته به نحوه اختصاص زیرحامل­های مبدا و رله در ارسال اطلاعات می­باشد. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که در یک سیستم تعاونی مبنی بر OFDM و با استفاده از روش­های موثر در اختصاص توان، زیرحامل و رله، می­توان مجموع نرخ ارسال کاربران را بدون استفاده از آنتن­های متعدد، تقریبا دو برابر کرد.

کلید واژه : مخابرات تعاونی ­- انتخاب رله – تخصیص توان – تخصیص زیرحامل- سیستم OFDM – الگوریتم Hungarian

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                               صفحه

فهرست جدول‌ها ‌ي

فهرست شکل‌‌ها ‌ك

فصل 1-    مقدمه. …………………..  1

1-1-    پیشگفتار……………… 1

1-2-    چندگانگی  2

1-2-1-     چندگانگی فرکانسی.. 3

1-2-2-     چندگانگی زمانی   3

1-2-3-     چندگانگی فضایی   3

1-3-    چندگانگی در ارسال.. 4

1-4-    چندگانگی تعاونی.. 4

1-5-    بهره‌های حاصل از مشارکت… 7

1-5-1-     بهره تلفات محیطی.. 7

1-5-2-     بهره چندگانگی 8

1-5-3-     بهره مالتی‌پلکسینگ… 9

1-6-    انواع روش‌های چندگانگی تعاونی.. 9

1-6-1-      چندگانگی تعاونی با ارسال متعامد. 10

1-6-2-      چندگانگی تعاونی بر اساس کدینگ فضا-زمان.. 12

1-7-    کاربرد ها و زمینه های کاری.. 13

1-8-    کاربردها…………………………………………………………………………………………………………………………………..13

1-8-1-     آرایه های آنتن مجازی.. 13

1-8-2-     شبکه های سنسور بی سیم.. 14

1-8-3-     طیف احساسی تعاونی برای رادیو شناختگر. 14

1-9-    زمینه های تحقیقاتی.. 14

1-9-1-     عملیات Full-Duplex در رله ها 14

1-9-2-     توازن در کارائی و پیچیدگی سیستم.. 14

1-9-3-     مشارکت BSها 15

1-9-4-     مشارکت در کانال های تداخلی.. 15

1-9-5-     انتخاب رله. 15

1-9-6-      کنترل توان ………………..  16

1-10-  هدف این تحقیق.. 16

فصل 2-   تجریه و تحلیل مشارکت AF و DF  در سیستم با یک رله. 18

2-1-    مشارکت با روش DF. 18

2-1-1-     محاسبه ظرفیت   …………………………………………………………………………………………………………………………19

2-1-2-     اختصاص توان بهینه. 22

2-2-    مشارکت با روش AF. 23

2-3-    اختصاص توان.. 26

فصل 3-   انتخاب همکار در سیستم‌های مخابراتی تعاونی.. 28

3-1-    مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………28

3-2-    الگوریتم‌های Matching. 30

3-2-1-     روش Maximum Weighted-Matching  31

3-2-2-     روش Greedy Matching  31

3-2-3-     روش Worst-Link-First به همراه ماکزیمم سازی بهره 31

3-2-4-     روش Random Matching  32

3-3-    الگوریتم‌های  Matching در سیستم‌های بی‌سیم ساکن.. 32

3-4-    الگوریتم‌های Matching در سیستم‌های بی‌سیم سیار 35

3-5-   نتایج شبیه‌سازی در محیط با کاربران متحرک… 37

فصل 4-   روش های کنترل توان و انتخاب رله به صورت توام در سیستمهای تک حامله. 42

4-1-    سیستم با چند مبدا و چند مقصد. 43

4-1-1-     بهینه سازی تخصیص توان و انتخاب رله. 44

4-1-2-     بهینه سازی با هدف حداکثر سازی نرخ ارسال کاربر با کمترین نرخ.. 45

4-1-3-     روش Rounding برای حل مسئله بهینهسازی.. 45

4-1-4-     بهینه سازی با هدف حداکثرسازی مجموع وزندهی شده نرخ کاربران.. 47

4-1-5-     بهینه سازی با هدف حداقلسازی مصرف توان.. 48

4-1-6-      ملاحظات…………   49

4-1-7-     نتایج شبیه سازی   49

4-2-    تخصیص توان  و انتخاب زوج کاربر- رله با الگوریتم Hungarian. 52

4-2-1-     تقریب احتمال Outage در حالت مشارکت… 52

4-2-1-1-  ارسال بدون مشارکت   53

4-2-1-2-  ارسال  تعاونی……….. 53

4-2-2-     مسئله انتخاب زوج کاربر-رله. 54

4-2-3-     حل مسئله در حالت CT.. 55

4-2-4-     حل مسئله در حالت CT-DT.. 56

4-2-5-     نتایج شبیه سازی   57

فصل 5-   روش های کنترل توان و انتخاب رله به صورت توام در سیستمهای چندحامله. 61

5-1-   طرح مشارکت ساده برای دو کاربر. 61

5-2-    روش اختصاص زیرحامل و توان توام به همراه انتخاب همکار 69

5-2-1-     الگوی ارسال در سیستم OFDM… 70

5-2-2-     اختصاص توام توان و زیر‌حامل.. 71

5-2-3-     فرمول‌نویسی Relaxation برای اختصاص زیرحامل.. 73

5-2-4-     اختصاص زیرحامل با استفاده از اختصاص توان در روش Relaxation. 76

5-2-5-     شبیه ‌سازی………..   78

5-2-6-      روش انتخاب همکار 80

5-2-6-1-   شرط لازم و کافی برای مشارکت در سناریوی Relaxation. 81

5-2-6-2-   راه حل انتخاب همکار 81

فصل 6-   نتیجه گیری و پیشنهادات… 84

6-1-    نتیجه گیری.. 84

6-2-    پیشنهادات   86

ضمیمه آ –  بهینه سازی محدب… 87

ضمیمه ب –  الگوریتم  Hungarian. 90

فهرست مراجع   91

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

جدول ‏3‑1:  الگوریتم Greedy Matching. 31

جدول ‏3‑2:  الگوریتم Worst-Link-First 32

جدول ‏3‑3:  الگوریتم اصلاح شده WLF برای سیستم سیار[14] 36

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

شکل ‏1‑1 : چند مسیرگی در محیط مخابرات سیار 2

شکل ‏1‑2 : نمایی از مخابرات تعاونی[7] 6

شکل ‏1‑3 : سیستم مشارکت کاربران[7] 6

شکل ‏1‑4 : رله گذاری تطبیق‌پذیر از نوع انتخابگر[17] 10

شکل ‏1‑5 : تخصیص فرکانس در زمان‌های مختلف در یک سیستم غیر تعاونی[14] 11

شکل ‏1‑6 : اختصاص زیرحامل به یک شبکه m کاربره تعاونی[14] 12

شکل ‏1‑7 : اختصاص پهنای باند در یک سیستم تعاونی بر اساس کدینگ فضا-زمان[14] 13

شکل ‏2‑1 : مقایسه احتمال Otutage در حالت DF با حالت غیر مشارکت[7] 22

شکل ‏2‑2 :مقایسه احتمال Outage در سیستم با مشارکت کاربران و سیستم بدون مشارکت[7] 26

شکل ‏3‑1 : دو کاربر جفت شده در سیستم مشارکت… 29

شکل ‏3‑2 : متوسط تعداد کاربران بدون همکار به ازای تعداد کل کاربران شبکه[32] 33

شکل ‏3‑3 : متوسط بهره انرژی سلول به ازای تعداد کاربران مختلف در شبکه[14] 34

شکل ‏3‑4:مدل یک سیستم سیار بی‌سیم.. 38

شکل ‏3‑5 : بهره انرژی متوسط الگوریتم WLF با اطلاعات تحرک کاربران و بدون آن[14] 39

شکل ‏3‑6:  متوسط بهره انرژی به ازای سرعت نرمالیزه شده[14] 40

شکل ‏4‑1: منحنی حداقل نرخ کاربران شبکه در مقابل حداکثر توان رله­ها 50

شکل ‏4‑2: مجموع نرخ کاربران در مقابل حداکثر توان مصرفی رله. 51

شکل ‏4‑3: توان مصرفی رلهها برحسب نرخ مورد نیاز کاربران.. 51

شکل ‏4‑4: صرفه جویی توان بر حسب محدودیت outage (M=10) 58

شکل ‏4‑5 : صرفه جویی توان بر حسب SNRt مختلف outage (M=10) 59

شکل ‏4‑6: صرفه جویی توان بر حسب تعداد کاربران شبکه. 60

شکل ‏5‑1 : شبکه انتقال تعاونی OFDM… 62

شکل ‏5‑2: ماتریس تخصیص دیتای ارسال برروی زیرحامل دو کاربر. 62

شکل ‏5‑3 : مقایسه مجموع توان مصرفی در سه طرح واترفیلینگ، 2 helps 1 و 1helps 2. 66

شکل ‏5‑4: مقدار پارامتر مشارکت در طرح 1 helps 2. 67

شکل ‏5‑5 :نواحی مشارکت برای یک سیستم 2 کاربره[48] 68

شکل ‏5‑6 : نمونه ای از مشارکت متقابل در دو فاز و الگوی اختصاص زیرحامل.. 70

شکل ‏5‑7 : مجموع نرخ قابل دستیابی دو کاربر در الگوهای اختصاص زیرحامل مختلف… 79

شکل ‏5‑8  : عملکرد الگوریتم مطرح شده از لحاظ همگرائی.. 80

شکل ‏5‑9 : همگرائی مجموع نرخ دو کاربر با الگوریتم اختصاص زیرحامل.. 80

شکل ‏5‑10 : مقایسه ترکیب بهینهسازی شده در یک سیستم مشلرکتی با یک سیستم غیر تعاونی.. 83

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo