مدولاسيون فضايي ‏ ‏‎(SM)‎‏ به عنوان مفهوم جديدي از مدولاسيون در سيستم هاي چند ورودي-چند ‏خروجي ‏ ‏‎(MIMO)‎‏ معرفي شده است. در اين نوع مدولاسيون متناسب با ديتاي ورودي فرستنده، سمبل ‏مدوله شده و آنتن ارسالي تؤاما انتخاب مي شوند. اين مدولاسيون نسبت به مالتي¬پلكسينگ فضايي ‏ ‏‎(SMX)‎، منجر به كاهش پيچيدگي سخت افزاري، پيچيدگي محاسباتي و مصرف توان مي¬شود. از اين رو، ‏مدولاسيون فضايي يك انتخاب ايده¬آل براي سيستم¬هاي چند ورودي-چند خروجي انبوه ‏ ‏‎(MaMIMO)‎‏ ‏مي¬باشد. در سيستم¬هاي ‏MaMIMO، ايستگاه پايه براي آشكارسازي سيگنال ارسالي از كاربران در فراسو و ‏پيش¬كدگذاري سيگنال¬ها در فروسو، به اطلاعات كانال نياز دارد. از اين رو مسئله تخمين كانال و خطاي ‏تخمين كانال داراي اهميت زيادي در اين سيستم ها مي باشند. ‏ در اين پايان نامه به بررسي استفاده از ‏SM‏ در سيستم¬هاي ‏MaMIMO‏ مي¬پردازيم. يكي از مزاياي اصلي ‏سيستم هاي چند ورودي-چند خروجي انبوه با مدولاسيون فضايي ‏ ‏‎(SM-MaMIMO)‎، بازدهي انرژي بالا ‏در آنها مي باشد لذا در اين پايان نامه، به مساله اثر خطاي تخمين كانال بر بازدهي انرژي در سيستم هاي ‏SM-MaMIMO‏ پرداخته ايم وكران پاييني براي نرخ قابل دست يابي سيستم هاي ‏SM-MaMIMO‏ ‏محاسبه شده است. علاوه بر اين، اثر همبستگي آنتن¬ها و آلودگي پايلوت را در نتايج در نظر مي گيريم. در ‏نتايج شبيه سازي مشاهده مي شود در سيستم هاي ‏SM-MaMIMO‏ با افزايش خطاي تخمين كانال، ‏بازدهي انرژي به ميزان بيشتري كاهش مي¬يابد. با توجه به نتايج شبيه¬سازي نرخ قابل دستيابي ارائه شده و ‏بازدهي انرژي سيستم هاي ‏SM-MaMIMO‏ در مقايسه با سيستم هاي ‏MaMIMO‏ در برابر خطاي تخمين ‏كانال مقاوم تر است.‏

1396/01/28

1/1/1900 12:00:00 AM

We introduce the Spatial Modulation (SM) as a new concept in Multiple Input–Multiple ‎Output systems (MIMO). In this type of modulation, the modulated symbol an​d antenna ‎index are jointly selected proportional to the transmitter data. SM has a lower computational ‎complexity, hardware complexity, an​d power consumption compared to the spatial ‎multiplexing. Thus, the SM is an ideal candidate for Massive MIMO systems in which Base ‎Stations need Channel State Information to detect the signals transmitted from the users in ‎uplink an​d to pre-code the signals in downlink. Then, in such systems channel estimation ‎and channel estimation error play essential roles. ‎ This thesis studies SM schemes in multi-cell multi-user Massive MIMO systems as a ‎promising energy-efficient technique for the fifth generation (5G) wireless networks. ‎Accordingly, the effect of channel estimation errors on the energy efficiency of Massive ‎MIMO systems with SM is investigated an​d analyzed an​d a lower bound on the achievable ‎rate of a user with matched filter detection is derived. In addition, in our simulations we ‎consider some practical channel conditions, such as antenna correlation an​d pilot ‎contamination. Analytical an​d simulations results show that the energy efficiency of such ‎systems is more robust to channel estimation errors compared to the conventional Massive ‎MIMO systems.‎