کارایی سیستم های مخابرات همکارانه با وجود ابهام در مورد اطلاعات کانال

در سیستم های مخابراتی مبتنی بر ارسال نقطه به نقطه، در صورت از دست رفتن کانال ارتباطی، احتمال آشکارسازی صحیح سمبل های ارسالی مبدا در مقصد به شدت کاهش یافته و تضمینی بر قابل اعتماد بودن ارتباط وجود ندارد. یکی از روش های موثر مقابله با رفتار تصادفی کانال های بی سیم، استفاده از دایورسیتی می باشد. از میان طرح های گوناگون ایجاد دایورسیتی در زمان، فرکانس و فضا، تکنیک دایورسیتی فضایی در سال های اخیر توجه بیشتری را به خود معطوف کرده است. این در حالیست که بدلیل محدودیت های موجود در اندازه و هزینه ی شبکه، به کارگیری آنتن های متعدد در بسیاری از شبکه های بی سیم امکان پذیر نیست. در این شرایط، دایورسیتی فضایی توسط رویکرد جدیدی موسوم به دایورسیتی همکارانه، که در آن کاربران تک آنتنه با به اشتراک گذاشتن امکانات خود، یک سیستم مجازی چند ورودی-چندخروجی را ایجاد می کنند، محقق می گردد. ایده ی اصلی، استفاده از همکاری سایر کاربران حاضر در شبکه می باشد. این کار موجب می شود تا سیگنال ارسالی مبدا، علاوه بر مسیر مستقیم از مسیرهای دیگری نیز که احتمال از دست رفتن همگی آن ها بسیار اندک است، دریافت گردد. برای بهره گیری از مزایای دایورسیتی همکارانه، طرح های متعددی پیشنهاد داده شده اند که اغلب آن ها را می توان متعلق به یکی از دو گروه عمده ی تقویت-ارسال (af) و یا تصمیم-گیری-ارسال (df) دانست. در رویکرد تقویت-ارسال، رله پس از تقویت سیگنال دریافتی خود از طرف مبدا، آن را به سوی مقصد ارسال می نماید. این درحالیست که در رویکرد تصمیم گیری-ارسال، رله ابتدا اقدام به آشکارسازی سمبل ارسالی مبدا نموده و پس از کدگذاری و مدولاسیون مجدد، آن را برای مقصد ارسال می نماید. از آن جا که عدم موفقیت رله در آشکارسازی صحیح، انتشار خطا را در این رویکرد در پی دارد، غالبا با استفاده از کدینگ مناسب، این مسئله در رله تشخیص داده خواهد شد و در صورت بروز خطا در آشکارسازی، رله از همکاری صرف نظر خواهد کرد. تحلیل کارایی شبکه های مخابرات همکارانه، با معیارهای گوناگونی از جمله، احتمال ازکارافتادگی، احتمال خطای سمبل یا بیت و ظرفیت امکان پذیر است. دراین پایان نامه، احتمال خطای سمبل، به عنوان معیار سنجش کارایی مد نظر بوده و بر روی یک شبکه ی همکارانه ی ساده، موسوم به کانال رله و برای هر دو رویکرد af و df پیگیری می شود. در این تحلیل، تخمین ضرایب کانال ها، یا کاملا دقیق فرض خواهد شد و یا دارای توزیع گوسی مختلط و مستقل از مقدار خطای تخمین در نظر گرفته می شود. توان کل قابل تخصیص نیز محدود، و مدولاسیون qam فرض خواهد شد. بررسی ساختار گیرنده ی ترکیب حداکثر نسبت و احتمال خطای شرطی سمبل متناظر در آن، بررسی احتمال خطای سمبل و تقریب های آن، شیوه ی تخصیص توان بهینه و شبه بهینه در رویکردهای تصمیم گیری-ارسال و تقویت-ارسال از مخابرات همکارانه و همچنین ارائه ی یک رویکرد انتخابی جدید، با در نظر گرفتن امکان بروز خطا در تخمین ضرایب کانال ها، از جمله اهداف این پایان نامه به شمار می-روند. اصول دایورسیتی همکارانه را می توان در سیستم های با مدولاسیون چندحاملی نظیر ofdm نیز به کار بست که در این پایان-نامه، پس از مرور مفهوم همکاری و چند رویکرد گوناگون از آن در این گونه سیستم ها، نقش تخصیص منابع با وجود محدودیت هایی از نظر توان قابل تخصیص به هر زیرحامل، مورد بررسی قرار خواهد گرفت.