کدگذاری انطباقی شبکه در مخابرات همکارانه ی بی سیم

مخابره بر یک کانال بی سیم در معرض اثرات انتشار در مقیاس کوچک و بزرگ، شامل تلفات مسیر، محوشدگی سایه و محوشدگی چند مسیری در مقیاس کوچک قرار می گیرد. این اثرات مهمترین علل تنزل عملکرد سیستم های مخابرات بی سیم می باشند. به منظور مقابله با اثرات مخرب محوشدگی، تکنیک های مختلف دایورسیتی، شامل دایورسیتی زمانی، فرکانسی و فضایی پیشنهاد شده اند. از بین شیوه های دایورسیتی، دایورسیتی همکارانه بطور ویژه مورد توجه قرار گرفته است. دایورسیتی همکارانه روشی جدید به منظور افزایش قابلیت اطمینان مخابره از طریق استخراج دایورسیتی فضایی می باشد. با این وجود، این فناوری در عمل با چالش هایی روبرو است. در پاره ای از پروتکل های دایورسیتی همکارانه که اساس آن ها بر انتشار هم زمان ترمینال های رله می باشد، سنکرون سازی زمانی و فرکانسی ترمینال ها بسیار مهم است. لکن به دلیل طبیعت توزیع شده ی ترمینال های رله، دست یابی به این مهم در عمل دشوار است. مشکلات سنکرون سازی در مقصد، دلیل اصلی تنزل عملکرد برای پروتکل های بر اساس ارسال همزمان مانند کدگذاری فضا-زمان توزیع شده می باشد. گرچه جداسازی زمان ارسال ترمینال های مختلف شبکه به شیوه ی قدیمی tdma می تواند مسائل مرتبط با سنکرون سازی ترمینال های توزیع شده را حل کند اما پروتکل های همکاری مبتنی بر tdma عموما به دلیل تاخیر شدید زمانی، از مشکل کارآیی پایین طیف رنج می برند. علاوه بر این مشکلات، طبیعت نامتقارن شبکه های بی سیم مسئله ی دیگری است که لازم است در پروتکل های دایورسیتی همکارانه مورد توجه قرار گیرد. در شبکه های بی سیم واقعی، گره های مختلف منبع در موقعیت های متفاوتی توزیع شده اند. بنابراین ترمینال های مختلف در شبکه شرایط کانال متفاوتی را تجربه کرده و لذا بعضی از گره ها در مقایسه با گره های دیگر ناکارآمد می باشند. مخابره در شبکه های نامتقارن با استفاده از پروتکل های غیرهمکارانه منجر به افزایش مجموع توان ارسالی شبکه و توزیع غیریکنواخت توان در شبکه می شود. این مسائل تنزل عملکرد مخابره را به همراه دارند. مخابرات همکارانه می تواند به عنوان شیوه ای برای بهبود عملکرد مخابره در شبکه های نامتقارن مخابرات بی سیم معرفی شود. در این تحقیق پس از مرور مهم ترین شماهای دایورسیتی همکارانه، یک راهبرد همکاری در شبکه های نامتقارن مخابرات بی سیم پیشنهاد شده است که از یک طرف منجر به بهبود عملکرد کلی مخابره ی بی سیم ( در قالب کاهش مجموع توان مصرفی شبکه، بهبود عملکرد خطا و افزایش طول عمر شبکه) در مقایسه با شماهای غیر همکارانه می شود و از طرف دیگر برخی از مشکلات پیاده سازی پروتکل های شناخته شده ی مخابرات همکارانه از جمله سنکرون سازی و کارآیی پایین طیف را ندارد. در شمای پیشنهادی، از ترکیبی از کدگذاری انطباقی و کدگذاری شبکه به منظور دست یابی به دایورسیتی افزایشی در شبکه های نامتقارن مخابرات بی سیم استفاده می شود. به همین دلیل آن را کدگذاری انطباقی شبکه می نامیم. این شیوه از طریق ارسال به صورت tdma، مشکل سنکرون سازی ترمینال ها را حل می کند. همچنین بهره گیری از کدگذاری انطباقی منجر به بهبود کارآیی طیف نسبت به شماهای قدیمی دایورسیتی همکارانه بر اساس tdma می شود. در این تحقیق سعی شده است که ساختار گیرنده برای شیوه ی همکاری پیشنهادی تا جای ممکن ساده باشد. علاوه بر این با تقریب هایی مناسب، عملکرد خطای کدگذاری انطباقی شبکه تحلیل و با نتایج شبیه سازی مقایسه شده است. انطباق نتایج شبیه سازی با نتایج بدست آمده در تحلیل ها، دقت روش پیشنهادی در بهبود عملکرد سیستم را به خوبی نشان می دهد.