30989

بهينه‌سازي نرخ سيستم‌هاي مخابرات نور مرئي چند ورودي چند خروجي انبوه چندكاربره در حضور STAR-RIS

كارشناسي ارشد

مهندسي برق، گرايش مخابرات سيستم

1400

1403/03/20

عليرضا نظام الحسيني

ندارم

مهندسي برق

مخابرات نور مرئي (VLC) يك فناوري اميدواركننده براي پياده‌سازي در شبكه‌هاي آينده است. مزيت اصلي مخابرات نور مرئي اين است كه مي‌تواند از زيرساخت‌هاي روشنايي موجود در محيط‌هاي داخلي استفاده كند. بااين‌حال، VLC به دليل وابستگي به انتقال خط ديد مستقيم (LoS) با محدوديت‌هايي مواجه است. سطوح هوشمند قابل‌تنظيم مجدد (RIS) به‌عنوان يك فناوري جديد براي مقابله با اين چالش در ارتباطات راديويي بي‌سيم و نوري ظهور كرده‌اند. اين سطوح به سه دستة RIS غيرفعال، RIS فعال و STAR-RIS تقسيم‌بندي مي‌شوند. RIS غيرفعال و RIS فعال تنها قابليت بازتاب سيگنال دريافتي را دارند، درصورتي‌كه STAR-RIS علاوه بر بازتاب سيگنال دريافتي، قابليت انتقال هم‌زمان آن را نيز دارد كه موجب تقسيم سيگنال به سيگنال‌هاي ارسالي و منعكس شده مي‌شود، بنابراين دست‌كاري سيگنال در تمام فضا را تسهيل مي‌كند. در اين پايان‌نامه مدل سيستمي و مدل كانال را براي سيستم‌ مخابرات نور مرئي چند ورودي چند خروجي انبوه چندكاربره در حضور STAR-RIS شرح مي‌دهيم. همچنين به حل مسئلة بهينه‌سازي با استفاده از تغيير ضرايب STAR-RIS مي‌پردازيم. براي محدب‌سازي مسئله از بسط تيلور مرتبه اول كمك مي‌گيريم و الگوريتم مورداستفاده در مسئلة بهينه‌سازي را تعريف مي‌كنيم. سپس پارامترهاي شبيه‌سازي را تشريح و به بررسي همبستگي كانال‌هاي مختلط در سيستم ارائه شده مي‌پردازيم. از بررسي همبستگي كانال‌هاي مختلط اين نتيجه به دست مي‌آيد كه بين همبستگي كانال‌هاي مختلط و پهناي باند و تعداد LED و همچنين تعداد عناصر STAR-RIS در سيستم مدل شرح داده شده، رابطه‌اي وجود دارد كه در قسمت مربوطه به طور كامل توضيح داده خواهد شد. در قسمت بعد به رابطة بين نرخ مجموع با تعداد LED و تعداد عناصر STAR-RIS مختلف در دو حالت كاربران با مكان‌هاي تصادفي و غيرتصادفي پرداخته و محدوديت‌هاي موجود براي هر كدام از بررسي‌ها را موردبحث قرار مي‌دهيم. در آخر نيز به بررسي تعداد تكرار الگوريتم پيشنهادي به‌ازاي تعداد LED مختلف مي‌پردازيم.

1403/04/08

SumRate Optimization of Multiuser Massive MIMO Visible Light Communication Systems in the Presence of STAR-RIS

6/9/2025 12:00:00 AM

Visible Light Communication (VLC) is a promising technology for implementation in future networks. The main advantage of visible light communication is that it can use existing lighting infrastructure in indoor environments. However, VLC faces limitations due to its dependence on direct line-of-sight (LoS) transmission. Reconfigurable intelligent surfaces (RIS) have emerged as a new technology to address this challenge in wireless and optical radio communications. These levels are divided into three categories: passive RIS, active RIS and STAR-RIS. Passive RIS and active RIS can only reflect the received signal. In addition to reflecting the received signal, STAR-RIS also has the ability to transmit it at the same time, which divides the signal into transmitted and reflected signals, thus facilitating signal manipulation in the entire space. In this thesis, we describe the system model and channel model for multi-input multi-output mass multi-user visible light communication system in the presence of STAR-RIS. We also solve the optimization problem by changing the STAR-RIS coefficients. To make the problem convex, we take help from the first order Taylor expansion and define the algorithm used in the optimization problem. Then we describe the simulation parameters and investigate the correlation of complex channels in the presented system. From examining the correlation of complex channels, it is concluded that there is a relationship between the correlation of complex channels and the bandwidth and number of LEDs as well as the number of STAR-RIS elements in the described model system, which will be fully explained in the relevant section. In the next part, we will discuss the relationship between the sum rate with the number of LEDs and the number of different STAR-RIS elements in two modes of users with random and non-random locations and discuss the limitations for each of the surveys. Finally, we examine the number of repetitions of the proposed algorithm for the number of different LEDs.

نرخ مجموع , مخابرات نور مرئي

sum rate , Visible light communication

Reza Azimi

Dr. S. Alireza Nezamalhosseini