چكيده بازار شبكه‌هاي سلولي در دهه اخير به سرعت درحال رشد است. تعداد كاربران شبكه‌هاي سيار و كاربردهاي آن‌ها هر روز افزايش مي‌يابد كه به ترافيك داده زيادي منجر مي‌شود. پاسخگويي به اين ميزان تقاضا، نيازمند نصب ايستگاه‌هاي پايه‌ي اضافي است كه نه تنها هزينه، بلكه مصرف انرژي را نيز افزايش مي‌دهند. تكنولوژي رله كردن مشاركتي، براي بهبود بازده انرژي بدون اضافه كردن ايستگاه‌هاي پايه جديد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در ارتباطات مشاركتي، مسيرمستقيم به لينك‎هاي كوتاه‌تر تقسيم مي‌شود. اخيرا، ارتباطات تمام دو سويه داخل باند(ارسال و دريافت همزمان در يك باند فركانسي) توجه زيادي را به خود معطوف كرده است كه به دليل پتانسيل موجود در آن براي افزايش تا حد دو برابر شدن ظرفيت سيستم‌هاي مخابرات بي‌سيم است. در اين پروژه به بررسي تخصيص منابع در شبكه‌هاي سلولي مشاركتي تمام دوسويه داخل باند فراسو مي‌پردازيم. در سناريوي پيشنهادي، شبكه سلولي به صورت دسترسي چندگانه تقسيم فركانسي متعامد OFDMA فرض شده است. در اين سناريو يك ايستگاه پايه با چندين كاربر در ارتباط است كه تعدادي از اين كاربران براي كاربران ديگر به صورت رله عمل مي‌كنند و براي ارسال داده به كاربران كمك مي‌كنند. اين رله‌هاي تمام دوسويه برپايه‌ي پروتكل تقويت و ارسال (AF ) كار مي‌كنند. هدف ما در اين مساله، حداكثرسازي نرخ مجموع شبكه با انتخاب رله‌هاي مناسب و تخصيص بهينه زيرحامل‌ها و توان‌ها به كاربران با توجه به قيود كيفيت سرويس و توان كاربران داريم. در اين پروژه، الگوريتم جديدي براي انتخاب بهترين رله بر مبناي حداكثر نرخ داده كاربران را پيشنهاد مي‌دهيم. اثبات مي شود كه مساله بهينه سازي حاصل، قابل تبديل به يك مساله بهينه‌سازي محدب است. درنتيجه، مي‌توان براي حل آن از روش‌هاي عددي استاندارد استفاده كرد. نتايج شبيه‌سازي، اثر طرح ارائه شده بر نرخ مجموع كل و پوشش شبكه نشان مي‌دهد. واژه‌هاي كليدي: تمام دوسويه داخل باند، OFDMA، كيفيت سرويس، انتخاب رله، تخصيص منابع

1395/12/17

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: The increasing demand for high-speed wireless services in recent years has led to advent of new technologies to improve data rate an​d coverage area‎. ‎Among these technologies‎, ‎in-band full-duplex (FD) systems an​d cooperative communications based on different relaying methods have attracted lots of interests‎. ‎In FD systems‎, ‎wireless terminals can transmit an​d receive signals at the same time an​d same frequency band with negligible self-interference (SI) thanks to appropriate SI mitigation methods‎. ‎Hence‎, ‎spectral efficiency (SE) achieved in FD systems may become as twice as in half-duplex (HF) ones‎. In this thesis‎, ‎we develop a resource allocation algorithm for uplink of in-band full-duplex (FD) cellular networks‎. ‎The FD cellular network is assumed to be based on orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) an​d consists of a base station communicating with multiple users‎. ‎Some of the users in the network act as relay for other users an​d help them to transmit their data to the base station‎. ‎These relays are FD an​d work based on amplify an​d forward (AF) protocol‎. ‎By appropriate selection of the relays an​d optimized allocation of subcarriers an​d powers to all users‎, ‎we try to maximize the total sum rate of the network‎. ‎During this optimization‎, ‎we also impose some constraints on the users' quality of service (QoS) an​d power‎. ‎We propose a new algorithm to select the best relays based on the users' maximum data rate an​d distances. Also we propose Munkres algorithm for subcarrier assignment‎. ‎It is proved that the resulting optimization problem can be converted to a convex problem‎, ‎and hence it can be solved by standard numerical methods‎. ‎The simulation results demonstrate the effect of our proposed scheme on the sum rate an​d coverage of the network‎. Keywords: In-Band Full-Duplex‎, ‎OFDMA‎, ‎QoS‎, ‎Relay Selection‎, ‎Uplink resource allocation‎