تخصیص بهینه منابع در سیستم های مخابرات همیار در شبکه های اقتضایی چندکاربره

در این رساله به بررسی سه چالش عملیاتی موجود در طراحی سیستم های مشارکتی اقتضایی بی سیم می پردازیم. در بخش اول تاثیر عدم دسترسی گره های شبکه به اطلاعات حالت کانال بر نرخ های ظرفیت یک سیستم مشارکتی را مطالعه می کنیم و معیار جدیدی تحت عنوان جریمه نرخ اطلاعات را برای سیستم های مشارکتی مبتنی بر روش تقویت و ارسال استخراج می کنیم. این معیار در واقع شکاف اطلاعاتی موجود در سیستم را برای دو حالت مختلف از لحاظ سطح دسترسی پایانه های سیستم به اطلاعات حالت کانال و بر اساس پارامترهای سیستم از قبیل میزان انتقال داپلر موجود در سیستم، سرعت نسبی پایانه ها، طول بسته های ارسالی و نیز سیگنال به نویز دریافتی نتیجه می دهد. سیستم مشارکتی و ارسال مستقیم را از دید این معیار با یکدیگر مقایسه می کنیم. جریمه اطلاعات در سیستم مشارکتی در بهترین شرایط، یعنی زمانی که رله نزدیک به منبع باشد با جریمه سیستم ارسال مستقیم برابر است و زمانی که رله به مقصد نزدیک می شود این جریمه تا ‎1.5‎ برابر افزایش می یابد. این نتایج و مشاهدات باید در طراحی سیستم های مشارکتی مورد توجه قرار بگیرد‎. در ادامه تأثیر تحرک گره های شبکه بر روی بازدهی طرح های مشارکتی و مدیریت منابع در این شبکه ها را مورد بررسی قرار می دهیم. برای این منظور یک کانال دوپرشی عملیاتی متشکل از کانال های متغیر با زمان که از ارسال سمبل های راهنما برای تخمین کانال استفاده می کند را در نظر می گیریم. با هدف بهبود و افزایش نرخ اطلاعات سیستم، روش تخصیص توانی را پیشنهاد می کنیم که نحوه تخصیص توان بین منبع و رله و نیز بین دو فاز ارسال سمبل داده و سمبل راهنما را در این سیستم مشارکتی متشکل از کانال های همبسته مدیریت می کند. ‎ در بخش دوم کارآیی ارسال های مشارکتی را در شبکه های اقتضایی تصادفی بررسی می کنیم که در آن موقعیت گره های شبکه تصادفی می باشند. براساس یک احتمال مشخص هر گره منبع می تواند سیگنال داده خود را ارسال کند یا اینکه به عنوان رله برای سایر گره های منبع استفاده شود. به این ترتیب دو ویرایش از سیگنال داده در اختیار گره مقصد قرار می گیرد: نسخه اول سیگنالی است که از مسیر مستقیم دریافت می شود و نسخه دیگر که از طریق رله در اختیار این گره قرار می گیرد. با درنظر گرفتن تداخل ناشی از ارسال های همزمان و نیز موقعیت تصادفی گر ه های شبکه، عبارت های تحلیلی برای احتمال قطع گیرنده های مختلف در گره مقصد را استخراج می کنیم. به طور خاص احتمال قطع گیرنده ‎oc‎، mrc‎ و sc‎ را به دست می آوریم و نتایج را با ارسال مستقیم مقایسه می کنیم.