13932

13932

مديريت منابع راديويي در شبكه‌هاي راديوشناختگر مبتني بر OFDM

دكتري

مخابرات سيستم

پاييز 1393

پاييز 1393

دكتر ابوالفضل فلاحتي

برق

چكيده با رشد روز افزون سرويس‌هاي مخابراتيبي‌سيم مسئله مديريت طيف فركانسي بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است. طبق اندازه گيري‌هايFCCبازدهيمديريت طيف ايستادر شبكه‌هاي مخابراتيكمتر از 30% است. سناريوي راديوشناختگر به عنوان ابزار پياده‌سازي مديريت طيف فركانسي پويا با هدف افزايش بازدهي طيف فركانسيتوسط Mitolaدر سال 2000 معرفي شد. دو فعاليت حسگري طيف و مديريت آن شالوده اصلي سناريوي راديوشناختگرمحسوب مي‌شوند. بازدهي طيف، پيچيدگي محاسباتي وحساسيت به عدم قطعيت پارامترهاي طراحي،سه معيارارزيابي الگوريتم‌هاي تخصيص منابع راديويي بشمار مي‌روند كه پاسخ بهينه با برقراري مصالحه بين اين سه معيار و در نظر گرفتن محدوديت‌هاي مسئله بدست مي‌آيد.تاكنون الگوريتم‌هايتحليلي و عددي براي حل مسئله تخصيص منابع راديويي در شبكه راديوشناختگر مبتني بر OFDM براي مدل‌هاي ساده‌شده و با تمركز روييكي از معيارهاي ارزيابي ارائه شده است. محدوديت استخراج اطلاعات محيط راديويي در ترمينال‌هاي عملياتي راديوشناختگر عامل تعيين‌كننده‌اي در ارائه مدل رياضي شبكه مخابراتي و مديريت منابع راديويي است. به همين منظور ابزار‌هاي آماري براي مدل كردن شبكه‌هاي راديوشناختگر و حل مسئله مديريت منابع راديويي پيشنهاد شده است. در اين رسالهابتدا سه مدل به منظور نزديك كردن مدل رياضي با شرايط واقعي سيستم راديوشناختگر با در نظر گرفتن مدل آماري ترافيك شبكه اوليه، CSI كانال اصلي، CSI كانال تداخلي و همبستگي بين آن‌ها پيشنهاد مي‌شود. سپس فرم بسته الگوي تخصيص توان با فرض عدم قطعيت خروجي تابع حسگري طيف، در سيستم راديوشناختگر مبتني بر OFDMبا تاكيد بر استفاده بهينه از فرصت‌هاي طيفي با حل تحليلي مسئله بهينه‌سازي مقيد تخصيص توان پيشنهاد شد. همچنينفرم بسته تخصيص توان در سيستم راديوشناختگر COFDM با طراحي كد بدون نرخ، براي كنترل جمينگ در شبكه ثانويه ارائه شده است. در طرح پيشنهادي ترتيب ارسال بسته‌هاي كاربر ثانويه اهميت ندارد و راه‌كاري براي حل مشكل ارسال مجدد همه بسته‌ها به واسطه بازگشت كاربر اوليه است. به منظور كاهش پيچيدگي محاسباتي حل مسئله تخصيص منابعراديويي ايده تجزيه مسئله از دو ديدگاه، تفكيك متغيرهاي طراحي و قيود مسئله در شبكه‌هاي چندكاربره پيشنهاد شد. در الگوريتم‌هاي پيشنهادي زيربهينه علاوه بر كنترل پيچيدگي محاسباتي، بازدهي توان و طيف فركانسي نسبت به الگوريتم‌هاي ديگر بهبود مي‌يابد. يكي از معيارهاي ارزيابي الگوريتم تخصيص منابع راديويي آناليز حساسيت پاسخ نسبت به عدم قطعيت‌هاي تعريف شده در پارامترهاي طراحياست. با محاسبه حساسيت نرخ خطاي بيت سيگنال كاربر ثانويه در الگوريتم تخصيص بهينه توان با فرض اطلاعات دقيق محيط راديويي، مي‌توان نشان داد كه احتمال ارضاي قيود با افزايش بازه عدم قطعيت ضرايب كانال كاهش مي‌يابد. در اين راستا الگوريتم مقاوم تخصيص منابع راديويي با مدل كردن عدم قطعيت كانال پيشنهاد شد. در الگوريتم پيشنهاديبا برقراري مصالحه‌ بين ظرفيت و حساسيت به عدم‌قطعيت پارامترها،الگوي تخصيص توان ارائه شد. واژه‌هاي كليدي:راديو شناختگر، OFDM، تخصيص منابع راديويي، بهينه‌سازي محدب.