عنوان پایان‌نامه
عنوان پایان نامه به زبان فارسی:بررسی کارایی و تخصیص منابع برای سیستم های رادیو شناختی مبتنی بر OFDMA
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2193;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55910
- تاریخ دفاع
- ۲۰ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- یونس هاشمی طرقی
- استاد راهنما
- علی الفت
- چکیده
- تخصیص منابع در شبکه‌های مخابراتی بی‌سیم، از مباحث مورد توجه یک دهه اخیر در مخابرات می‌باشد. در این پایان نامه به بررسی تخصیص توان و زیرحامل در شبکه های همیاری رادیوشناختی مبتنی بر OFDM پرداخته ایم. در شرایطی که کاربران اولیه موجود در شبکه، سعی در ارسال اطلاعات خود به ایستگاه پایه دارند، کاربران ثانویه در ازای استفاده از طیف فرکانسی کاربران اولیه، در نقش رله اطلاعات کاربران اولیه را بازارسال می‌نمایند. در این پایان نامه، مدل هایی برای استفاده از رله تعریف شده است و در ادامه مسئله بیشینه نمودن ظرفیت شبکه اولیه را با شرط توان مجموع هر کاربر تعریف و به حل آن پرداخته‌ایم. ابتدا با حل مسئله دوگان بهینه سازی، الگوریتمی را برای اختصاص توام منابع طراحی نموده‌ایم که به دلیل استفاده از روش های زیرگرادیان برای به‌روز نمودن ضرایب لاگرانژ، دارای پیچیدگی نسبتا بالایی است. سپس الگوریتمی زیربهینه که در آن به صورت توام و تودرتو، توان و زیرحامل به کاربران اختصاص داده می‌شود، معرفی و از جنبه های گوناگونی از قبیل ظرفیت شبکه اولیه، کاربران فعال در شبکه، زیرحامل های اختصاصی به شبکه ثانویه و احتمال خاموشی بررسی و در بخش نتایج شبیه سازی با هم مقایسه شدند. این الگوریتم علیرغم عملکرد مناسب برای بیشینه نمودن ظرفیت شبکه اولیه، به کاربران نزدیک به ایستگاه پایه، زیرحامل قابل توجهی اختصاص می‌دهد و در نتیجه به بخشی از کاربران، زیرحاملی اختصاص نمی‌یابد. در ادامه الگوریتمی را که تخصیص زیرحامل و توان را در دو بخش مجزا انجام می‌دهد و شاخص انصاف را رعایت می‌کند، معرفی می‌نماییم. شرط توان کمینه برای هر زیرحامل در شبکه را برای بهبود احتمال خاموشی تعریف و مسئله را با این شرط جدید حل می‌کنیم. همچنین به معرفی شرط توان بیشینه در این شبکه ها پرداخته و بهینه سازی منابع را در حضور شرط جدید مورد توجه قرار می‌دهیم. سپس در شرایطی که نمی‌توان شرطی را برای مجموع توان کاربر اولیه و ثانویه در هر زیرحامل در نظر گرفت، استفاده از شرط توان مجزا را معرفی کرده و مسئله بهینه سازی برای بیشینه نمودن ظرفیت شبکه اولیه را بررسی و حل نموده ایم.
- Abstract
- Resource allocation in wireless communication systems has been one of the most important issues in the last decade. In this thesis we investigate power and subcarrier allocation in OFDM-based cooperative cognitive radio networks. In the case that Primary Users (PUs) of the system transmit their data to base station, Secondary Users (SUs) act as relay to retransmit PUs’ data in Decode and Forward (DF) protocol. In this thesis, we investigate different models for using relay and consider optimization problems to maximize sum-capacity of PUs under total power constraint and find proper solutions for it. First by solving dual problem, a joint resource allocation algorithm (Joint iterative resource allocation) is designed. High complexity of algorithm due to iterative method for updating Lagrangian multiplier, leads us to develop low-complexity algorithms. One of these algorithms is joint nested resource allocation which power and subcarrier are allocated in a nested loop. Although this algorithm has a good performance in sum-capacity, greedy allocation of subcarriers to the users near base station, cause unfair allocation. Moreover, nested structure of this algorithm provides considerable complexity for the system. Then a new algorithm that allocates power and subcarrier in two separate steps is investigated. We also define minimum and maximum power constraints for our optimization problem and present sub-optimal solutions for them. Finally, we consider an optimization problem for maximizing the sum-capacity under individual power constraints and find its solution and propose sub-optimal low-complexity solutions.
