ادغام فضایی و شکل‎دهی پرتو در شبکه‎های مشارکتی بازمولد

استفاده از سیستم‎های mimo یک راه مناسب برای افزایش نرخ ارسال و همچنین مقابله با پدیده‎ی محوشدگی در سیستم‎های مخابرات بی‎سیم می‎باشد. اما به دلیل وجود محدودیت‎هایی از قبیل کمبود فضا و ابعاد، پیچیدگی‎های سخت‎افزاری و هزینه‎ زیاد، به‎کارگیری سیستم‎های mimo همیشه امکان‎پذیرنیست. به همین دلیل سیستم‎های مشارکتی معرفی شدند تا با استفاده از گره‎های تک‎آنتنه موسوم به رله و همیاری آن‎ها با مبدأ، علی‎رغم وجود محدودیت‎ها دو هدف اصلی در این سیستم‎ها یعنی حصول نرخ بالا و همچنین مخابره‎ی مطمئن را محقق سازند. هدف اصلی این پایان‎نامه افزایش بازدهی طیفی می‎باشد که ما با به‎کارگیری مناسب تکنیک‎های متفاوتی به این هدف جامه عمل می‎پوشانیم. از جمله تکنیک‎های مورد استفاده در طرح ما می‎توان به تکنیک‎های ادغام فضایی، ارسال افزایشی و تکنیک شکل‎دهی پرتو اشاره کرد. در ادغام فضایی با استفاده از ارسال همزمان داده‎های مستقل توسط آنتن‎های متفاوت و در روش افزایشی با بهره‎گیری از رله‎ها فقط در صورت شکست ارسال مستقیم، می‎توان بازدهی طیفی را بهبود بخشید. دو طرح با فرض عدم وجود اطلاعات کانال میان رله‎ها و مقصد در رله‎ها ارائه می‎دهیم که در آن‎ها تکنیک ادغام فضایی به صورت توزیع‎شده و با هدف صرفه‎جویی در زمان و افزایش نرخ ارسال در رله‎های منتخب اتخاذ می‎شود. در طرح اول مسیر مستقیم بین مبدأ و مقصد وجود ندارد در حالیکه در طرح دوم مسیر مستقیم بین مبدأ و مقصد وجود دارد که پتانسیل استفاده از روش افزایشی را ایجاد می‎کند. عملکرد طرحها‎ی مذکور از نقطه‎نظر احتمال قطع، بازدهی طیفی و مصالحه‎ی بین بهره‎ دایورسیتی و بهره‎ ادغام (dmt) بررسی می‎شود. به علاوه نمودارهای حاصل از شبیه‎سازی نیز ترسیم می‎شود تا بتوانیم نتایج تحلیلی را اعتبار ببخشیم. نشان داده می‎شود که در طرح‎ اول، در یک شبکه با m رله‎ی بالقوه، بهره‎ی ادغام برابر با m?((m+1)) می‎باشد که این مقدار با افزایش تعداد رله‎ها به مقدار ایده‎آل یک میل می‎کند و نسبت به بسیاری از طرح‎های متداول از جمله odf، oaf، osdf و dstc از پیشرفت چشمگیری برخوردار است. البته در طرح دوم به دلیل استفاده از مسیر مستقیم و ارسال افزایشی بهره‎ ادغام دقیقاً برابر با یک می‎باشد. به علاوه عملکرد طرح‎های پیشنهادی با دو طرح oiaf و diodf مقایسه شده که نتایج از عملکرد به مراتب بهتر طرح‎های پیشنهادی نسبت به دو طرح‎ مذکور حکایت دارد. به علاوه، هرکدام از طرح‎های پیشنهادی را با فرض وجود اطلاعات کانال میان رله‎ها و مقصد در رله‎ها به طرح‎هایی جدید تعمیم می‎دهیم. در طرح‎های جدید، شکل‎دهی پرتو مبتنی بر svd و همچنین توان‎های بهینه جهت ارسال در رله‎ها اتخاذ شده‎اند تا نرخ ارسال داده حداکثر شود. مشاهده می‎شود که استفاده از شکل‎دهی پرتو سبب بهبود عملکرد طرح‎ها به خصوص در نواحی با snr پایین می‎شود.