عنوان پایان‌نامه
استفاده از روش های مخابرات همیاری در سیستم های SC-FDMA
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2682;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69680
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- علی کریمی دهکردی
- استاد راهنما
- مریم صباغیان
- چکیده
- ساما نه های ارسال به روش SC-FDMA توجه زیادی را پس از انتخاب توسط 3GPP به‌عنوان روش ارسال فراسو در نسل چهارم مخابرات سلولی (LTE) به خود جلب نمودند. این روش، یک شمای ارسال چندحامل است که از ویژگی هایی نظیر نسبت بیشینه به میانگین توان پایین، پیچیدگی متوسط و مقاومت در برابر صفرهای کانال فرکانس گزین برخوردار است. به منظور گسترش، افزایش چگالی و سطح پوشش شبکه های LTE-Advanced، استفاده از مخابرات همیار به‌عنوان یکی از مشخصه های جدید این شبکه ها مطرح گردیده است. در این پایان نامه به بررسی مخابرات همیار در سامانه های SC-FDMA می پردازیم. برای این منظور، ابتدا به بررسی ظرفیت سامانه های تقویت و ارسال SC-FDMA با در نظر گرفتن همسان سازهای مبتنی بر MMSE و ZF می پردازیم. به‌منظور بیشینه‌سازی ظرفیت این سامانه ها، به حل جداگانه دو مسئله بهینه‌سازی برای هریک از همسان‌سازهای مورداشاره خواهیم پرداخت. در گام نخست برای بیشینه نمودن ظرفیت سامانه به بررسی مسئله تخصیص توأم توان به منبع، رله و جفت نمودن زیرحامل ها می-پردازیم. با توجه به افزایش نسبت بیشینه به میانگین توان در منبع و در اثر تخصیص بهینه توان، در گام دوم مسئله تخصیص توأم توان به رله، جفت نمودن زیرحامل ها و یافتن رله مناسب را موردبررسی قرار می-دهیم. رله ها عموماً در ساختار خود از تقویت‌کننده‌های پرقدرت و با محدوده عملکرد خطی بالا استفاده می کنند. ازاین‌رو افزایش نسبت بیشینه به میانگین توان عملکرد آن ها را تحت تأثیر قرار نخواهد داد. در هریک از مسائل مطرح‌شده و برای هر همسان‌ساز پاسخ بسته ای برای حل مسئله تخصیص توان ارائه می کنیم. نشان می دهیم جفت نمودن زیرحامل ها با شماهای OSP و ROSP به ترتیب برای همسان-سازهای MMSE و ZF بهینه است. این بهینگی برای هر دو مدل اختصاص توان ثابت و بهینه برقرار است. پیچیدگی حل مسئله در این روش، به طور قابل‌ملاحظه‌ای کمتر از یافتن حل بهینه مسئله به روش جستجو است. برای حل بهینه مسئله به روش جستجو لازم است تمامی شماهای جفت نمودن زیرحامل¬ها و یافتن اختصاص بهینه توان برای هر شما، موردبررسی قرار گیرد، نتایج شبیه سازی نشان از عملکرد قابل‌توجه روش های ارائه‌شده در افزایش ظرفیت سامانه و کاهش احتمال قطع دارد. واژه‌های کلیدی: سامانه های SC-FDMA، مخابرات همیار، تخصیص توان، جفت نمودن زیرحامل ها.
- Abstract
- Single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) attracted lots of attention after being adopted by the third generation partnership project as the uplink transmission scheme in long term evolution (LTE). This method is a generalized multi-carrier scheme with appealing attributes such as low peak to average power ratio (PAPR), moderate complexity and robustness to spectral nulls. To enhance the throughput and extend the coverage of LTE-Advanced, relay deployment is of vital importance in these systems. In this thesis, we investigate cooperative communications in SC-FDMA systems. We first determine the capacity of a dual hop Amplify-and-Forward (AF) SC-FDMA system by considering equalizer schemes based on minimum mean square error (MMSE) and zero forcing (ZF). Then, we formulate two optimization problems for each equalizer scheme as 1. Joint source, relay power allocation and sub-carrier pairing. 2. Joint relay power allocation, sub-carrier pairing and relay selection. For each problem and each equalizer scheme, we propose a closed form solution for power allocation problem. We show that ordered sub-carrier pairing (OSP) and reverse OSP (ROSP) are optimal for MMSE and ZF receivers, respectively. We prove that this optimality holds for both equal and optimal power allocation. The complexity of our solution is significantly lower than that of the exhaustive search over all sub-carrier pairing schemes and their corresponding power allocations. Simulation results show that the proposed methods improve the system capacity and outage behavior significantly. Keywords: SC-FDMA, cooperative communications, power allocation, sub-carrier pairing.
