شکل دهی پرتو و کنترل توان در شبکه های شناختگر مبتنی بر رله

در سال های اخیر استفاده از ایده مخابرات مشارکتی توجه فراوانی را به خود جلب نموده است. مخابرات مشارکتی به عنوان راه حل مناسبی برای کاهش اثرات مخرب فیدینگ مطرح است. نیاز روزافزون به طیف فرکانسی نیز منجر به پیشنهاد شبکه های رادیویی شناختگر گردید. با تلفیق این دو روش شبکه هایی به نام شبکه های شناختگر مبتنی بر رله معرفی شده است. در این پایان نامه مساله شکل دهی پرتو در این شبکه ها مورد بررسی قرار می گیرد. سیستم معرفی شده از دو شبکه اولیه و ثانویه تشکیل شده که هر کدام از آنها از یک فرستنده و یک گیرنده تک آنتنی برای ارسال و دریافت اطلاعات استفاده می کنند. در شبکه ثانویه، یک رله چند آنتنی مورد استفاده قرار می گیرد. هر دو شبکه بطور همزمان و از طریق یک باند فرکانسی اطلاعات را ارسال می کنند که این امر موجب ایجاد تداخل و افت عملکرد آنها می شود. هدف اصلی این پایان نامه محاسبه بهینه ضرایب شکل دهی پرتو در رله به منظور کنترل تداخل بین شبکه ها و کنترل توان رله است. برای محاسبه ماتریس شکل دهی پرتو دو مساله بهینه سازی تعریف می شود. در مساله اول حداقل سازی توان مصرفی رله با هدف تضمین کیفیت سیگنال های دریافتی در گیرنده ها بررسی می شود. نشان داده می شود که این مساله محدب بوده و می توان آن را به شکل استاندارد مساله برنامه ریزی مخروطی درجه دوم نمایش داد. در مساله دوم متعادل سازی نسبت توان سیگنال به مجموع توان تداخل و نویز در گیرنده های دو شبکه با قید محدودیت توان رله مورد بررسی قرار می گیرد و نشان داده می شود که این مساله الزاما محدب نمی باشد. برای حل آن دو روش ارائه می شود. در روش اول، الگوریتم دوبخشی برای حل مساله مورد استفاده قرار می گیرد. در روش دوم نیز با اعمال یک تقریب و افزودن یک قید، مساله به شکل استاندارد برنامه ریزی مخروطی درجه دوم تبدیل می شود. مشاهده می شود که روش دوم عملکرد ضعیف تری نسبت به روش اول دارد اما با توجه به پیچیدگی کم می تواند در شرایط خاص جایگزین مناسبی برای روش دوبخشی باشد.