22885

بازدهي طيفي و انرژي در شبكه‌هاي ناهمگن غير زميني با دسترسي رويين و زيرين طيف

كارشناسي ارشد

مخابرات - سيستم

1397-1399

1399/8/22

دكتر ابوالفضل فلاحتي

برق

وسيله‌هاي پرنده در شبكه‌هاي مخابراتي بي‌سيم داراي ويژگي‌هايي همچون امكان راه‌اندازي سريع، هزينه‌هاي راه‌اندازي و نگهداري پايين، امكان حركت بمنظور بهبود كيفيت لينك ارتباطي، ايجاد پوشش در ناحيه‌ي وسيع جغرافيايي و متراكم‌سازي هر چه بيشتر شبكه‌هاي امروزي مي‌باشند. بررسي چنين شبكه‌هاي از لحاظ بازدهي طيفي و بازدهي انرژي داراي اهميت ويژه‌اي است. تاكنون مدل‌هاي سيستم زيادي بمنظور استفاده از وسيله‌ي پرنده ارائه شده‌اند. بطوري كلي دو نوع ارتباط در اين نوع مخابره وجود دارد. يكي استفاده از وسيله‌هاي پرنده به عنوان ارائه دهنده‌ي سرويس در شبكه (رله، ايستگاه پايه و غيره) و ديگري اتصال به شبكه به عنوان كاربران هوايي است. در اين پايان‌نامه به بررسي لينك فروسوي يك شبكه‌ي ناهمگن متشكل از HAP و تعدادي LAP به عنوان ايستگاه‌هاي پايه‌ي هوايي پرداخته ‌شده است. تخصيص منابع از طريق OFDMA انجام پذيرفته و با استفاده از دو سازوكار اشتراك‌گذاري طيفي دسترسي زيرين و رويين، تاثير تداخل بين رده‌اي ارزيابي شده است. همچنين در اين سيستم نحوه‌ي قرارگيري ايستگاه‌هاي پايه و پيوند ميان كاربران با اين ايستگاه‌ها بررسي شده است. مسائل بهينه‌سازي با متغير‌هاي بهينه‌سازي توان و تخصيص زيرحامل‌ها با سه تابع هدف بازدهي طيفي، بازدهي انرژي و توان مصرفي در HAP و تابع هدف بازدهي انرژي در LAPها شكل گرفته‌اند. اين مسائل بهينه‌سازي، مسائل تركيبي و نامحدب بوده و الگوريتمي در دو لايه بمنظور حل اين مسائل ارائه شده است. نتايج بدست آمده‌ نشان مي‌دهد كه بين استفاده‌ مجدد از طيف و ايجاد تداخل بين رده‌اي رابطه‌اي وجود دارد بطوري كه بهترين مقادير بازدهي انرژي، بازدهي طيفي و تعداد كاربران سرويس داده شده‌ در حالتي است كه در عين استفاده‌ي مجدد از فركانس، ميزان تداخل بين رده‌اي كاهش يابد.

1399/10/03

Spectral and Energy Efficiency in a NonTerresterial Heterogeneous System with Spectrum Underlay and Overlay Access

12/23/2020 12:00:00 AM

Aerial vehicles have many advantages such as swift deployment, low capital and operational expenditure, coverage deployment in a wide geographical area, the possibility of free movement to improve the link quality in wireless networks. These vehicles have two main roles in wireless networks. The first role is an Aerial service provider such as Base Stations (BSs), relays and etc. The second role is Aerial users which connect to the wireless networks. In this thesis an aerial heterogeneous wireless system consists of a High Altitude Platform (HAP) and Low Altitude Platforms (LAPs) as Aerial Base Stations (ABSs) in a downlink OFDMA transmission is investigated. Two types of spectrum sharing including Spectrum Underlay Access (SUA) and Spectrum Overlay Access (SOA) for assessment of inter-tier interference are used. The placements of ABS and users-ABSs association are performed. Joint subcarriers assignment and power allocation in Spectral Efficiency (SE), Energy Efficiency (EE) and transmission power optimization problems is accomplished by the proposed two layers algorithm. At the first and second layers subcarrier assignment and power allocation are fulfilled, respectively. The simulation results show the relation between spectrum reuse and inter-tier interference. Such that, system SE, EE and the number of served users are maximized when both the spectrum reuse and the inter-tier interference management are performed together.