بهینه سازی راهبردهای تخصیص توان و انتخاب چند رله در شبکه های حسگر بی سیم

در سال های اخیر، مخابرات مشارکتی برای پاسخ به نیاز روز افزون برای ارسال با نرخ بالا و افزایش کیفیت لینک های بی سیم توجه فراوانی را به خود جلب نموده است. از میان تکنیک های رله مشارکتی، شکل دهی پرتو در رله به دلیل قابلیت آن در افزایش کیفیت عملکرد شبکه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه، نخست، یک روش توام انتخاب چند رله و شکل دهی توزیع شده پرتو در شبکه های حسگر بی سیم پیشنهاد شده است. در این روش، توان کل رله ها به صورت بهینه به زیرمجموعه ای از رله ها که حداکثر snrرا در گیرنده فراهم می کنند تخصیص می یابد. نشان می دهیم که شمای پیشنهادی مرتبه دایورسیتی کامل را بدست داده و محدودیت توان کل رله ها نیز تامین می شود. در ادامه، از مخابرات مشارکتی به عنوان یک مفهوم طراحی جدید برای بهبود بازدهی طیف و کیفیت سرویس در شبکه های رادیو شناختگر استفاده می شود. براین اساس، یک شبکه شناختگر مبتنی بر رله و روش underlay را در نظر می گیریم که در آن یک شبکه ثانویه به کمک چندین رله همزمان با شبکه اولیه بر روی یک طیف ارسال می کند. با فرض دسترسی جزئی به اطلاعات کانال، دو تکنیک شکل دهی توزیع شده پرتو در رله ها برای بهبود ارسال شبکه ثانویه و تامین کیفیت سرویس مورد نظر شبکه اولیه پیشنهاد می شود. نشان می دهیم که هر دو روش به پاسخ هایی با فرم بسته منتهی می شوند. سپس، تکنیک های پیشین برای یک شبکه شناختگر مبتنی بر رله و روش underlay با کانال های فرکانس گزین تعمیم داده می شوند. در چنین شبکه ای علاوه بر تداخل متقابل بین شبکه های اولیه و ثانویه، مقدار قابل توجهی تداخل بین سمبلی ناشی از کانالهای فرکانس گزین نیز وجود دارد. برای چنین شبکه ای، نخست، دو تکنیک جدید شکل دهی توزیع شده پرتو مبتنی بر استراتژی فیلتر و ارسال و با شمای رله یک طرفه معرفی می شود. نشان می دهیم که هر دو روش به پاسخ هایی با فرم بسته منتهی می شوند. سپس، روش دیگری برای شکل دهی توزیع شده پرتو مبتنی بر استراتژی فیلتر و ارسال و با شمای رله دوطرفه پیشنهاد می شود. در این شماء، دو فرستنده-گیرنده ثانویه اطلاعات خود را به کمک چندین رله و بطور همزمان با شبکه ثانویه بر روی یک طیف تبادل می کنند. تمامی این روش ها تداخل متقابل بین شبکه های اولیه و ثانویه و تداخل بین سمبلی ناشی از کانال های فرکانس گزین را به طور قابل توجهی تضعیف می کنند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تکنیک های شکل دهی پرتو پیشنهادی مبتنی بر فیلتر و ارسال در محیط های فرکانس های گزین عملکرد بسیار بهتری نسبت به تکنیک های شکل دهی پرتو مبتنی بر تقویت و ارسال دارند.