15146

15146

ارزيابي تاثير جمينگ و مقياس بهينه توان در سيستم هاي چند آنتني انبوه

كارشناسي ارشد

مخابرات

دي ماه 1394

دي ماه 1394

دكتر سيد محمد رضوي زاده

برق

چكيده سيستم‌هاي مخابرات بي‌سيم در طي سال‌هاي اخير مورد تحقيقات گسترده‌اي قرار گرفته‌اند. علي‌رغم پيشرفت‌هاي بسياري كه در اين حوزه حاصل شده است، همچنان تقاضاي روز افزون سرويس‌هاي بي‌سيم، تحقيقات بيش‌تر و معرفي فناوري‌هاي نوين در اين حوزه را ضروري ساخته است. يكي از فناوري‌هاي بي‌سيم كه در سال‌هاي اخير مورد توجه بسياري قرار گرفته است، سيستم‌هاي چند ورودي-چند خروجي انبوه يا به اختصار MaMIMO مي‌باشد. در اين پايان‌نامه دو جنبه سيستم‌هاي MaMIMO را مورد مطالعه قرار مي‌دهيم. جنبه اول ارزيابي بهره‌وري طيفي اين سيستم‌ها در معرض جمينگ و مطالعه تاثير تعداد آنتن‌هاي ايستگاه پايه بر آن است. جنبه دوم تحليل توانايي اين سيستم‌ها در كاهش توان ارسالي با افزايش تعداد آنتن‌ها در ايستگاه پايه و يافتن قانون بهينه اين كاهش توان مي‌باشد. در راستاي ارزيابي تاثير جمينگ بر بهره‌وري طيفي سيستم‌هاي MaMIMO، ابتدا با به دست آوردن عبارتي با فرم بسته براي بهره‌وري طيفي در حضور يك جمر هوشمند، تاثير جمينگ و تعداد آنتن‌هاي ايستگاه پايه را بر عملكرد سيستم ارزيابي مي‌كنيم. سپس با فرمول‌بندي يك مساله بهينه‌سازي محدب، رويكرد بهينه جمر براي حمله به سيستم‌هاي MaMIMO را به‌دست مي‌آوريم. نتايج تحليلي و عددي نشان مي‌دهند كه افزايش تعداد آنتن‌ها در ايستگاه پايه، آسيب‌پذيري سيستم را در برابر جمينگ، به ويژه جمينگ با رويكرد بهينه، به شدت افزايش مي‌دهد. براي مثال، در حالتي كه ايستگاه پايه با 100 آنتن تجهيز شده است، يك جمر با رويكرد بهينه قادر است بهره‌وري طيفي را حدود50% بيشتر از يك جمر با رويكرد غير بهينه كاهش دهد. در تحليل قابليت كاهش توان، هدف يافتن توانايي سيستم‌هاي MaMIMO در كاهش توان ارسالي لينك فراسو مي‌باشد. نتايج حاصله بيان مي‌دارند كه با تقسيم بهينه بهره ذخيره توان (كه از افزايش تعداد آنتن‌ها در ايستگاه پايه حاصل مي‌شود) بين فازهاي تخمين كانال و ارسال داده، مي‌توان توان ارسالي را تا 20% بيشتر از حالتي كه بهره ذخيره توان به طور مساوي بين اين دو فاز تقسيم مي‌شود كاهش داد. واژه¬هاي كليدي:سيستم‌هاي چندآنتني انبوه، مقياس توان، بهره‌وري طيفي، بهينه‌سازي محدب، جمينگ