| Περίληψη: | Η έρευνα στις ασύρματες τηλεπικοινωνίες κινείται προς την κατεύθυνση της επίτευξης υψηλής κινητικότητας και ταυτόχρονα προς τη μεγιστοποίηση των δυνατοτήτων του ραδιοδιαύλου, όσον αφορά τη χωρητικότητα της γραμμής και την ταυτόχρονη εξυπηρέτηση μεγάλου αριθμού χρηστών. Στόχος είναι η υποστήριξη IMT-Advanced (4G) ταχυτήτων της τάξης των 100 Μbps στην κάτω ζεύξη και 50 Μbps στη άνω με τη μέση φασματική απόδοση να είναι 3 με 4 φορές καλύτερη από την αντίστοιχη του HSPA. Για να επιτευχθούν τόσο οι υψηλές ταχύτητες όσο και η φασματική αποδοτικότητα σε συνδυασμό με την καλή κινητικότητα, πρέπει όπως δείχνει η έρευνα σήμερα, στο φυσικό στρώμα μετάδοσης να εφαρμοστούν τεχνικές OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Πολλαπλή Πρόσβαση με Ορθογωνική Διαίρεση Συχνότητας) σε MIMO ή MISO συστήματα, όπως αντίστοιχα συμβαίνει στο WiMAX.
Για αυτόν το λόγο στην παρούσα διπλωματική προτείνονται 3 αλγόριθμοι κατανομής των ραδιοπόρων για την κάτερχόμενη ζεύξη των MISO OFDMA. Οι δυο πρώτοι αλγόριθμοι σκοπεύουν τη μεγιστοποίηση του συνολικού ρυθμού μετάδοσης δεδομένων των χρηστών κάτω από τους περιορισμούς στη συνολική διαθέσιμη ισχύ του σταθμού βάσης και την αναλογική δικαιοσύνη μεταξύ των ρυθμών μεταδόσεως δεδομένων των χρηστών. Ο τρίτος αλγόριθμος αντί για τον περιορισμό της αναλογικής δικαιοσύνης εφαρμόζει τον περιορισμό στον ελάχιστο ρυθμό μετάδοσης των δεδομένων κάθε χρήστη. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι βασίζονται στο σχηματισμό δέσμης ZF ενώ στο δεύτερο αλγόριθμο χρησιμοποιείται και η χωρική συσχέτιση. Παρ’όλο που και οι τρεις αλγόριθμοι είναι υποβέλτιστοι, η απώλεια σε συνολικό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων είναι λογική εφόσον πρωταρχικός σκοπός αποτελεί η εξασφάλιση της δικαιοσύνης. Και οι τρεις προτεινόμενοι αλγόριθμοι εν τέλει παρουσιάζουν ικανοποιητική πολυπλοκότητα ώστε η υλοποίηση να είναι δυνατή με χαμηλό κόστος επεξεργασίας. Μπορούν λοιπόν κάλλιστα οι αλγόριθμοι που μελετήθηκαν να χρησιμοποιηθούν στα σύγχρονα ασύρματα συστήματα όπως το πρότυπο WiMAX. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι εξομοιώθηκαν χρησιμοποιώντας το λογισμικό MATLAB®.
Πιο συγκεκριμένα το κεφάλαιο ένα αποτελεί την εισαγωγή της διπλωματικής εργασίας. Αναφέρεται στο σκοπό της όσο και στις μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν για την επίτευξή του. Στο κεφάλαιο δύο γίνεται αναφορά στα ασύρματα συστήματα πολλαπλής πρόσβασης, τα οποία διαχωρίζονται σε σταθερά και κινητά συστήματα επικοινωνιών. Περιγράφονται συστήματα όπως τa 3G και Wi-Fi ενώ στη συνέχεια γίνεται ιστορική αναφορά στην εξέλιξη του WiMAX και μια μικρή παρουσίασή του. Τέλος, γίνεται μια μικρή αναφορά στον ασύρματο ευρυζωνικό δίαυλο. Στο κεφάλαιο τρία παρουσιάζονται θεωρητικά στοιχεία για τα OFDM και OFDMA και παρουσιάζονται οι μαθηματικές εκφράσεις του προβλήματος διαχείρισης των ραδιοπόρων σε αυτά. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στους αλγόριθμους διαχείρισης ραδιοπόρων και μια εισαγωγή στο μαθηματικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε. Το κεφάλαιο τέσσερα περιέχει εκτενή αναφορά στα ασύρματα κανάλια και ιδιαίτερα στα MIMO και στη χωρητικότητά τους. Το κεφάλαιο πέντε περιλαμβάνει τους αλγόριθμους που προτάθηκαν και μελετήθηκαν και ολοκληρώνεται με τα συμπεράσματα από τη διαδικασία εξομοίωσης. Στο κεφάλαιο έξι περιλαμβάνονται τα επιμέρους συμπεράσματα που έχουν εξαχθεί από κάθε κεφάλαιο.
|
|---|
