تحلیل و شبیه سازی عملکرد شبکه های رله گزینش گر و غیرگزینشگر بر روی کانال های فیدینگ همراه با تخصیص توان

با توجه به گسترش روزافزون شبکه های بی سیم، نیاز به سرعت بالاتر در انتقال داده بیشتر احساس می شود. اما پدیده هایی مانند محوشدگی، سایه و تضعیف در محیط بی سیم همواره سدی در برابر کارایی سیستم های مخابراتی بوده است. اخیراً تکنیک مشارکت کاربران در انتقال داده یا مخابرات مشارکتی در جوامع علمی بسیار مورد توجه بوده است. در این تکنیک، با استفاده از مشارکت کاربران در ارسال داده، چند کپی از پیام به مقصد فرستاده می شود و در نتیجه میزان خطا و احتمال وقفه به میزان محسوسی کاهش می یابد. مزیت دیگر استفاده از کاربران در ارسال پیام، کاهش مقدار توان مورد نیاز در ارسال است که همزمان موجب افزایش طول عمر باطری ها و همچنین کاهش تداخل در شبکه های بی سیم دیگر می شود. در این پایان نامه، ابتدا مروری بر انواع شبکه های رله و پروتکل های مورد استفاده در آن ها خواهیم داشت. پروتکل های رله در حالت کلی به دو نوع باززا و گذرا بخش بندی می شوند. در اینجا ما پروتکل باززا و گذرای کدبرداری و ارسال و تقویت و ارسال را بررسی می کنیم. در بررسی شبکه های رله، برای یک شروع ساده، احتمال وقفه و خطای یک شبکه دوپرشی تک شاخه را در دو حالت استفاده از پروتکل های کدبرداری و ارسال و تقویت و ارسال، مورد بررسی قرار می دهیم. خواهیم دید که در سیگنال به نویز های پایین، پروتکل کدبرداری و ارسال نسبت به پروتکل تقویت و ارسال کارایی بهتری دارد ولی در سیگنال به نویز های بالا عملکرد آن ها یکسان است. در ادامه همین شبکه را با توجه به بهینه سازی توان مورد بررسی قرار می دهیم و آن را با حالتی که چندین کاربر به صورت چندپرشی در انتقال همکاری کنند، مقایسه می کنیم و خواهیم دید که بهینه سازی، مصرف توان را به میزان db1 کاهش می دهد. برای ورود به فضای شبکه های رله گزینش گر، یک شبکه گزینش گر با معیار best-worst را از نقطه نظر خطا و احتمال وقفه بررسی می کنیم. در ادامه برای بهبود عملکرد شبکه مذکور، افزایش تعداد آنتن های رله را پیشنهاد کرده ایم و به این نتیجه رسیدیم که تا یک محدوده مشخصی از snr، افزایش آنتن بهتر از افزایش رله است. همچنین با بهینه سازی توان، میزان مصرف توان را حدود db 1.5کاهش داده ایم. در نهایت برای بدست آوردن روابط ساده تر، تحلیل در snr های بالا را برای احتمال وقفه و خطا انجام داده ایم. با توجه به محوشدگی و تقریب کوانتیزاسیون در سیستم های مخابراتی، فرض وجود ضرایب دقیق کانال نامعقول است. به همین دلیل، ما در ادامه برای اولین بار عملکرد شبکه رله دوپرشی تک شاخه در حضور کانال سایه با فرض اطلاعات کانال ناقص را بررسی کرده ایم. در این سناریو، روابطه بسته ریاضی برای احتمال وقفه در دو حالت پروتکل کدبرداری و ارسال و تقویت و ارسال بررسی شده اند و با استفاده از شبیه سازی میزان افت عملکرد با توجه به خطای کانال بررسی شده است. واژگان کلیدی: رله، پروتکل گذرا، پروتکل باززا، تخصیص توان، احتمال وقفه، احتمال خطای سمبل، خطای تخمین کانال