عنوان پایان‌نامه
بررسی کارایی و تخصیص منابع سیستمهای همیار چند پرشی بر روی کانال با پدیده محو شدگی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45962;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1770
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- احسان الفت
- استاد راهنما
- علی الفت
- چکیده
- دایورسیتی فضایی یکی از موثرترین روش¬های موجود برای مقابله با پدیده محوشدگی در کانال¬های مخابراتی بی¬سیم می¬باشد که از طریق ایجاد آرایه¬های آنتنی قابل حصول است. در مواقعی که با محدودیت¬هایی از قبیل اندازه و یا پیچیدگی مواجه هستیم و امکان استفاده از آرایه آنتنی مقدور نمی¬باشد، کاربرها با به اشتراک گذاشتن منابع و آنتن¬های خود، آرایه¬ای مجازی از آنتن¬ها را ایجاد نموده و از دایورسیتی فضایی که در اینجا دایورسیتی همیار نام دارد، بهره می¬جویند. در این نوع دایورسیتی گره¬های مجاور منبع در نقش رله ظاهر شده و پس از دریافت اطلاعات از منبع و انجام پردازش¬، آن را به مقصد ارسال می¬نمایند. در این پایان¬نامه به بررسی نتایج تحلیلی طرح دیکد- تقویت- ارسال هایبرید (HDAF) برای سیستم¬های همیار با طرح¬های مختلف بر روی کانال¬های با پدیده محوشدگی رایلی و با ترکیب با بهره بیشینه در مقصد می¬پردازیم. به صورت خاص در ابتدا به بررسی احتمال خاموشی برای HDAF بر روی سیستم همیار چندپرشی بدون دایورسیتی پرداخته و نشان می¬دهیم که احتمال خاموشی این سیستم دقیقا با احتمال خاموشی طرح دیکد و ارسال وفقی (ADF) بر روی این سیستم¬ها یکسان می¬باشد. سپس به بررسی احتمال خاموشی و احتمال خطای بیت HDAF بر روی سیستم همیار با دایورسیتی با چندین رله موازی بر روی کانال¬های مستقل ولی با توزیع غیر یکسان پرداخته و کران¬های بالا و پایین بسیار محکمی را برای این طرح به دست آورده و نشان می-دهیم که احتمال خاموشی این طرح از ADF بهتر عمل نموده ولی مانند طرح تقویت و ارسال (AF) می¬باشد. همچنین نشان می¬دهیم که احتمال خطای بیت این طرح از AF بهتر عمل نموده ولی نمی¬تواند از ADF بهتر عمل نماید. بعد، به بررسی عملکرد مجانبی این طرح در سیگنال به نویزهای بالا پرداخته و نشان می¬دهیم که این طرح دارای مرتبه دایورسیتی کامل می¬باشد و در نهایت نیز با حل مسئله کمینه سازی احتمال خاموشی و احتمال خطای بیت، توزیع بهینه توان برای HDAF را به دست می¬آوریم. سپس به بررسی HDAF با انتخاب بهترین رله (HDAF-S) می¬پردازیم و نتایج مشابهی را نیز برای این طرح به دست می¬آوریم. بعد از آن، به بررسی احتمال خاموشی و احتمال خطای بیت HDAF با انتخاب n- امین بهترین رله (HDAF-nS) بر روی کانال-های مستقل و با توزیع احتمال یکسان پرداخته و کران¬های بالا و پایین بسیار محکمی را نیز برای این طرح به دست آورده و همچنین رفتار مجانبی آن¬ها بررسی می¬نماییم و نشان می¬دهیم که این طرح دارای مرتبه دایورسیتی کامل نمی¬باشد و همچنین در این طرح با افزایش n، مرتبه دایورسیتی کاهش می¬یابد. برای هر طرح مورد بحث، نتایج عددی و شبیه¬سازی فراهم آمده است تا مقایسه جامعی از این طرح¬ها با طرح¬های مرسوم در ادبیات مخابرات همیار به عمل آید.
- Abstract
- Abstract: One of the most effective methods to mitigate the impact of multipath fading in wireless networks is the spatial diversity which can be obtained by creating antenna arrays. In situations in which we encounter size or complexity limitations and there is not any possibility to use antenna arrays, network users can share their antennas and resources to create a virtual antenna array and therefore, exploit the spatial diversity which here, it is called the cooperative diversity. In this type of diversity, neighboring nodes work as relays which after receiving and processing the information, resend it to the destination. In this thesis, we investigate Hybrid Decode-Amplify-Forward (HDAF) relaying protocol for cooperative systems with different schemes over flat Rayleigh fading channels using maximum ratio combining at the destination. Particularly, we consider the outage probability of non- diversity multi-hip cooperative systems for HDAF protocol, and show that the outage probability of this system is exactly the same as outage probability of adaptive decode and forward (ADF) scheme. Then, we investigate the outage probability and bit error rate of HDAF for the multiple parallel relays over independent and non-identical distribution channels, and derive tight lower and upper bounds for this scheme. We show that this system outperforms ADF in terms of outage probability, but works closely to amplify and forward (AF) protocol. Moreover, we show that the bit error probability of this scheme is better than AF. After that, the asymptotic behavior of this protocol in high-SNR regimes is investigated and shown that the full diversity order can be achieved by this scheme and finally, we find the optimal power allocation of HDAF by solving the outage and error probability minimization problem. Next, we consider the best relay selection for HDAF (HDAF-S) and find similar results for this scheme. Finally, we investigate the outage probability and bit error rate of nth best relay selection for HDAF (HDAF-nS) over independent and identical distribution channels, and derive tight lower and upper bounds for this scheme. The asymptotic analysis of this protocol is investigated and shown that this scheme is incapable to achieve the full diversity order. Actually, by increasing n the diversity order decreases. For each proposed scheme, numerical and simulation results are provided to perform a comprehensive comparison between these schemes and the conventional protocols in the cooperative literature.
