Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων
Στο πλαίσιο αυτής της διατριβής μελετάται η επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων. Αρχικά, εξετάζεται η επίδοση των OSTBC σε περιβάλλοντα διαλείψεων Hoyt. Αποδεικνύεται ότι, στην περίπτωση τέτοιων συστημάτων, ο σηματοθορυβικός λόγος (signal to noise ratio, SNR) εκφράζ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2011
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/4197 |
| id |
nemertes-10889-4197 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ασύρματες τηλεπικοινωνίες Κανάλια διαλείψεων Συστήματα πολλών εισόδων-πολλών εξόδων Ορθογώνιοι χωροχρονικοί πλοκαδικοί κώδικες Τεχνικές διαφορισμού Συστήματα συνεργατικού διαφορισμού Ανάλυση επίδοσης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Τετραγωνικές μορφές Γκαουσσιανών τυχαίων μεταβλητών Wireless communications Fading channels Multiple-input multiple-output systems Orthogonal space time block codes Diversity techniques Cooperative diversity techniques Performance analysis of wireless communications systems Quadratic forms in normal random variables 384.5 |
| spellingShingle |
Ασύρματες τηλεπικοινωνίες Κανάλια διαλείψεων Συστήματα πολλών εισόδων-πολλών εξόδων Ορθογώνιοι χωροχρονικοί πλοκαδικοί κώδικες Τεχνικές διαφορισμού Συστήματα συνεργατικού διαφορισμού Ανάλυση επίδοσης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Τετραγωνικές μορφές Γκαουσσιανών τυχαίων μεταβλητών Wireless communications Fading channels Multiple-input multiple-output systems Orthogonal space time block codes Diversity techniques Cooperative diversity techniques Performance analysis of wireless communications systems Quadratic forms in normal random variables 384.5 Ροπόκης, Γεώργιος Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| description |
Στο πλαίσιο αυτής της διατριβής μελετάται η επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων. Αρχικά, εξετάζεται η επίδοση των OSTBC σε περιβάλλοντα διαλείψεων Hoyt. Αποδεικνύεται ότι, στην περίπτωση τέτοιων συστημάτων, ο σηματοθορυβικός λόγος (signal to noise ratio, SNR) εκφράζεται ως μία τετραγωνική μορφή κανονικών τυχαίων μεταβλητών και γίνεται χρήση της συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας και της αθροιστικής συνάρτησης κατανομής αυτής της μορφής για τον υπολογισμό των μετρικών επίδοσης. Επιπλέον, μελετάται η σύγκλιση των σειρών που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των δύο αυτών συναρτήσεων και κατασκευάζονται νέα άνω φράγματα για το σφάλμα αποκοπής των σειρών. Τα φράγματα αυτά είναι σαφώς πιο αυστηρά από τα ήδη γνωστά από τη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια, εισάγεται ένα γενικευμένο μοντέλο διαλείψεων για την ανάλυση επίδοσης των OSTBC και των δεκτών MRC και υπολογίζονται όλες οι μετρικές επίδοσης των δύο συστημάτων για το συγκεκριμένο μοντέλο διαλείψεων. Το μοντέλο αυτό περιλαμβάνει ως ειδικές περιπτώσεις τα πλέον διαδεδομένα μοντέλα καναλιών διαλείψεων, ενώ επιπλέον, επιτρέπει την ανάλυση επίδοσης σε μικτά περιβάλλοντα διαλείψεων όπου τα πολλαπλά κανάλια μπορούν να ακολουθούν διαφορετικές κατανομές. Στη συνέχεια, μελετάται η επίδοση συστημάτων συνεργατικού διαφορισμού με χρήση αναμεταδοτών ανίχνευσης και προώθησης (Detect and Forward, DaF) σε περιβάλλοντα διαλείψεων Rayleigh. Εξετάζονται τρεις διαφορετικοί δέκτες και υπολογίζεται η πιθανότητα σφάλματος ανά bit γι' αυτούς. Τέλος προτείνεται ένας νέος δέκτης για συνεργατικά συστήματα DaF και αποδεικνύεται η ανωτερότητά του σε σύγκριση με τους υπόλοιπους μελετώμενους δέκτες. Όλα τα θεωρητικά αποτελέσματα που παρουσιάζονται στο πλαίσιο της διατριβής συγκρίνονται με αποτελέσματα προσομοιώσεων Monte Carlo που αποδεικνύουν την ορθότητα της ανάλυσης. |
| author2 |
Μπερμπερίδης, Κωνσταντίνος |
| author_facet |
Μπερμπερίδης, Κωνσταντίνος Ροπόκης, Γεώργιος |
| format |
Thesis |
| author |
Ροπόκης, Γεώργιος |
| author_sort |
Ροπόκης, Γεώργιος |
| title |
Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| title_short |
Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| title_full |
Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| title_fullStr |
Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| title_full_unstemmed |
Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| title_sort |
επίδοση συστημάτων διαφορισμού mimo σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/4197 |
| work_keys_str_mv |
AT ropokēsgeōrgios epidosēsystēmatōndiaphorismoumimosegenikeumenakanaliadialeipseōn AT ropokēsgeōrgios performanceanalysisofmimodiversitysystemsovergeneralizedfadingchannels |
| _version_ |
1771297247029362688 |
| spelling |
nemertes-10889-41972022-09-05T13:58:30Z Επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων Performance analysis of MIMO diversity systems over generalized fading channels Ροπόκης, Γεώργιος Μπερμπερίδης, Κωνσταντίνος Μπερμπερίδης, Κωνσταντίνος Ροντογιάννης, Αθανάσιος Μαθιόπουλος, Παναγιώτης Ψαράκης, Εμμανουήλ Βαρβαρίγος, Εμμανουήλ Τουμπακάρης, Δημήτριος-Αλέξανδρος Κωτσόπουλος, Σταύρος Ropokis, Georgios Ασύρματες τηλεπικοινωνίες Κανάλια διαλείψεων Συστήματα πολλών εισόδων-πολλών εξόδων Ορθογώνιοι χωροχρονικοί πλοκαδικοί κώδικες Τεχνικές διαφορισμού Συστήματα συνεργατικού διαφορισμού Ανάλυση επίδοσης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Τετραγωνικές μορφές Γκαουσσιανών τυχαίων μεταβλητών Wireless communications Fading channels Multiple-input multiple-output systems Orthogonal space time block codes Diversity techniques Cooperative diversity techniques Performance analysis of wireless communications systems Quadratic forms in normal random variables 384.5 Στο πλαίσιο αυτής της διατριβής μελετάται η επίδοση συστημάτων διαφορισμού MIMO σε γενικευμένα κανάλια διαλείψεων. Αρχικά, εξετάζεται η επίδοση των OSTBC σε περιβάλλοντα διαλείψεων Hoyt. Αποδεικνύεται ότι, στην περίπτωση τέτοιων συστημάτων, ο σηματοθορυβικός λόγος (signal to noise ratio, SNR) εκφράζεται ως μία τετραγωνική μορφή κανονικών τυχαίων μεταβλητών και γίνεται χρήση της συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας και της αθροιστικής συνάρτησης κατανομής αυτής της μορφής για τον υπολογισμό των μετρικών επίδοσης. Επιπλέον, μελετάται η σύγκλιση των σειρών που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των δύο αυτών συναρτήσεων και κατασκευάζονται νέα άνω φράγματα για το σφάλμα αποκοπής των σειρών. Τα φράγματα αυτά είναι σαφώς πιο αυστηρά από τα ήδη γνωστά από τη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια, εισάγεται ένα γενικευμένο μοντέλο διαλείψεων για την ανάλυση επίδοσης των OSTBC και των δεκτών MRC και υπολογίζονται όλες οι μετρικές επίδοσης των δύο συστημάτων για το συγκεκριμένο μοντέλο διαλείψεων. Το μοντέλο αυτό περιλαμβάνει ως ειδικές περιπτώσεις τα πλέον διαδεδομένα μοντέλα καναλιών διαλείψεων, ενώ επιπλέον, επιτρέπει την ανάλυση επίδοσης σε μικτά περιβάλλοντα διαλείψεων όπου τα πολλαπλά κανάλια μπορούν να ακολουθούν διαφορετικές κατανομές. Στη συνέχεια, μελετάται η επίδοση συστημάτων συνεργατικού διαφορισμού με χρήση αναμεταδοτών ανίχνευσης και προώθησης (Detect and Forward, DaF) σε περιβάλλοντα διαλείψεων Rayleigh. Εξετάζονται τρεις διαφορετικοί δέκτες και υπολογίζεται η πιθανότητα σφάλματος ανά bit γι' αυτούς. Τέλος προτείνεται ένας νέος δέκτης για συνεργατικά συστήματα DaF και αποδεικνύεται η ανωτερότητά του σε σύγκριση με τους υπόλοιπους μελετώμενους δέκτες. Όλα τα θεωρητικά αποτελέσματα που παρουσιάζονται στο πλαίσιο της διατριβής συγκρίνονται με αποτελέσματα προσομοιώσεων Monte Carlo που αποδεικνύουν την ορθότητα της ανάλυσης. This thesis studies the performance of MIMO diversity systems in generalized fading channels. First, we examine the performance of OSTBC in Hoyt fading channels. It is proven that, for this fading model, and when an OSTBC is employed, the signal-to-noise ratio (SNR) of the OSTBC can be expressed as a quadratic form in normal random variables. Therefore, the performance analysis for OSTBC over Hoyt fading channels is performed using the PDF and the CDF of such quadratic forms. In the statistical literature, these functions are expressed in terms of infinite series. The convergence of the series is thoroughly studied and new expressions for the truncation error bound of these series are proposed. The proposed bounds are much tighter than the bounds that can be found in the literature. The expressions for the PDF and the CDF are then used for the performance analysis of OSTBC over Hoyt fading and several performance metrics are calculated. Then, a generalized fading model for the performance analysis of OSTBC and MRC is proposed and the theoretical performance analysis of both MRC and OSTBC is carried out. The main advantage of this model is the fact that it includes as special cases most of the widely used fading models. Furthermore, the performance of cooperative diversity systems employing Detect and Forward (DaF) relays is studied for Rayleigh fading channels. More specifically, three low complexity detection algorithms for these channels are examined and closed-form expressions of the bit error probability (BEP) for these receivers are derived. Finally, a new low complexity receiver for cooperative systems with DaF relays is proposed. Using Monte Carlo Simulations it is shown that this receiver outperforms the three receivers that have been studied. For the systems studied in the thesis, the performance analysis results that have been derived theoretically are compared with Monte Carlo simulations that prove the validity of the analysis. 2011-03-21T08:27:01Z 2011-03-21T08:27:01Z 2010-05-03 2011-03-21T08:27:01Z Thesis http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/4197 gr Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf |
