عنوان پایان‌نامه
تحلیل اثر همسو نهی تداخل در شبکه های سلولی آینده
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3190;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81159;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3190;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81159
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- علیرضا قیامتیون
- استاد راهنما
- علی الفت
- چکیده
- ساختار سلولی چه از نوع تک لایه و چه دولایه راهکاری مؤثر برای استفاده بهینه از عرض باند است ولی مشکل تداخل بین لایه ای و بین سلولی مسئله ای چالش برانگیز است که سال ها است محققین برای حل آن راهکار ارایه می کنند. منجمله این راهکارها، همسونهی تداخل است که نشان داده شده روش مؤثر دستیابی به حداکثر درجه آزادی در کانالهای مختلف می باشد. هرچند این روش برای مدیریت تداخل در مخابرات سلولی نیز به کار گرفته شده است، ولی از یک طرف تصادفی بودن کاربران فعال و محل قرار گیری آنها در این مطالعات در نظر گرفته نشده و از سوی دیگر الزام اطلاع از ضرایب عموم کانال ها باعث شده که این تکنیک به طور جدی از سوی اپراتورها مورد توجه قرار نگیرد. مهمترین تغییری که این تحقیق نسبت به کارهای قبلی داشته آن است که در آن تصادفی بودن گراف داده و تداخل کانال که نتیجه موقعیت های تصادفی کاربران می باشد در ارایه الگوریتم همسونهی تداخل و تحلیل ریاضی اثر آن بر عملکرد شبکه در حالات مختلف تک لایه و دولایه و با فرض های متفاوت درباره وجود اطلاعات کانال مورد توجه قرار گرفته است. حدود بالا و پایین درجه آزادی متوسط در شبکه های سلولی خطی، مربعی و شش ضلعی با رعایت اثر تصادفی بودن توزیع کاربران داخل سلول ها برای شبکه های تک لایه کور تحلیل و شبیه سازی می گردد و نشان داده میشود که درجه آزادی به دست آمده در حالت خطی در واقع مقدار دقیق درجه آزادی است. همچنین با استفاده از مفهوم همسونهی فرکانسی الگوریتمی برای همسونهی کور پیشنهاد می شود که با وجود سادگی، بسیار بهتر از روش های سنتی تقسیم فرکانسی عمل می نماید و خروجی آن همان حد پایین متوسط درجه آزادی است. اثر همسونهی تداخل بر سیگنال های اخلالگر بین لایه ای در شرایطی که فمتوسل و ماکروسل به طور همزمان در شبکه فعالیت نمایند و با فرض در اختیار داشتن ضرایب کانال مورد بررسی قرار می گیرد و ضمن ارائه راهکار توزیع شده تخصیص منابع، نشان داده می شود که با انتخاب صحیح ابعاد کانال و همسونهی تداخل می توان احتمال وقوع تداخل بین لایه ای را به هر اندازه دلخواه کوچک نگاه داشت و رابطه ای ریاضی برای انتخاب مناسب این پارامترها نیز پیشنهاد می گردد.
- Abstract
- Cellular Communication- whether single or two-tier- is an effective solution for optimally exploiting bandwidth, however, cross-layer and cross-cell interference has always been a challenging problem for researchers to investigate. A means of dealing with this issue is Interference Alignment (IA), which is shown to be the proper way of achieving maximum degrees of freedom (dof) in different channels. Although this technique is also used in cellular communication, however, stochastic nature of active users' locations has not been considered properly. Besides, the need for global channel knowledge, as another barrier, prohibited operators from really concentrating on this solution. The most obvious and important contribution of this work compared to the previous ones, is that we have considered stochastic cellular users' scattering results in random data and interference graphs and involved this new dilemma in offering IA techniques and analyzing its effects on network performance in single or two-layer cells whether channel state information is ready or not. Lower and upper bounds for mean dof in single-layer blind cellular networks with random users' locations- whether linear, square or hexagonal- is analyzed and also simulated where it is shown that the bound is actually exact for linear case. Using frequency alignment concepts, a new algorithm is provided for blind frequency alignment which despite its simplicity, performs much better than traditional bandwidth divisioning and always achieves the proposed lower bound. Moreover, IA effects on cross-layer jamming signals where both femtocells and macrocells are existing simultaneously are probed assuming that CSI is available. While providing distributed resource allocation, it has been proved that the cross-layer interference probability can be kept as small as desired by use of IA and employing proper resource dimensions and a closed-form formula is offered for choosing these parameters. Keywords: Interference alignment (IA), cellular communication, femtocells, cross-layer interference, degree of freedom (dof)
