تخصیص بهینه توان در شبکه های مخابرات مشارکتی; رویکردی مبتنی بر لایه های mac و شبکه

مخابرات مشارکتی به عنوان یک جهش تکنولوژی بزرگ برای شبکه های بیسیم پهن باند نسل آینده محسوب می شود. برخلاف شبکه های مخابراتی رایج، در شبکه های مشارکتی هر کاربر نه تنها اطلاعات خودش را ارسال می کند بلکه به عنوان یک شریک عمل می کند و اطلاعات متعلق به کاربران دیگر را نیز ارسال می کند. بنابراین با ایجاد مسیرهای مختلف به مقصد و با تسهیم کردن منابع شبکه از قبیل توان و پهنای باند و ایجاد چندگانگی ارسال قابلیت اطمینان ارتباط زیاد می شود و نرخ ارسال بالا می رود. هدف اصلی این رساله افزایش بازدهی مصرف توان شبکه های مخابرات مشارکتی است. در این راستا به حل تعدادی مسئله پرداختیم. دست آوردهای اصلی این رساله به طور خلاصه عبارتند از: مشارکت در لایه های بالای شبکه- ابتدا به تحلیل حداکثر بهره ای که از طریق مشارکت برای پخش داده ها در شبکه قابل حصول است می پردازیم. زمانی که هدف ما کاهش مصرف توان مجموع در شبکه باشد، نشان می دهیم که بهره ناشی از پخش مشارکتی نسبت به پخش غیر مشارکتی محدود است. در ادامه یک شبکه مشارکتی دو بعدی چند پرشی را در نظر می گیریم. برای این شبکه یک الگوریتم مسیریابی مشارکتی چند پرشی با توان بهینه پیشنهاد می دهیم و با فرض اینکه هر گره در مسیر، سیگنال ارسالی به وسیله دو گام قبلی را دریافت می کند، ارسال مشارکتی چند پرشی که از چندگانگی چندپرشی و مشارکتی استفاده می کند را معرفی می کنیم. تخصیص توان رله و گروه بندی در شبکه های مخابرات مشارکتی با کدینگ شبکه-کدینگ شبکه یک تکنیک بسیار موثر در افزایش گذردهی و مقاومت شبکه های مشارکتی است. چالش اساسی موجود در این زمینه این است که بهره گیری از مزایای کدینگ شبکه لایه فیزیکی یا ‎pnc‎ در سناریوی چند-تک پخشی بدون هزینه نیست. در ادامه این رساله ‎pnc‎ را در یک سیستم بی سیم مشارکتی چند-تک پخشی ‎(nc-cc)‎ با یک گره رله مورد بررسی قرار می دهیم و روش های موثری بر اساس تکنیک های تخصیص توان و انتخاب گروه پیشنهاد می دهیم. تخصیص توان ارسالی و انتخاب گره رله بهینه در شبکه های مخابرات مشارکتی با کدینگ شبکه ‎-به دلیل پیچیدگی بالای تحلیل شبکه های ‎nc-cc‎ چند تک-پخشی، در مدل های موجود به بررسی تخصیص توان بهینه ارسال برای گره های فرستنده و رله پرداخته نشده است. در ادامه این رساله از تخصیص توان و انتخاب رله برای افزایش بازدهی شبکه مخابرات مشارکتی با کدینگ شبکه استفاده می کنیم و دو روش با هدف حداکثر کردن حداقل نرخ قابل حصول پیشنهاد می کنیم. اولین روش پیشنهادی تخصیص توان ارسالی بین گره های مبدا و یک گره رله با دو قید متفاوت بر روی محدودیت های توان به نام های محدودیت توان کلی و محدودیت توان انفرادی می باشد. همچنین با ترکیب مکانیزم های لایه فیزیکی و mac‎ یک روش انتخاب رله غیر متمرکز پیشنهاد می کنیم. روش دوم پیشنهادی تخصیص توان رله است که به سادگی نحوه ترکیب سیگنال ها در گره رله را تغییر می دهد. طرح های تخصیص توان پیشنهادی در این رساله به عنوان پایه هایی برای طراحی الگوریتم های تخصیص توان در شبکه های ‎nc-cc‎ محسوب می شوند.