پ۲۴۸۷۱
per
بهبود نرخ داده قابل وصول در سیستم های چند ورودی چند خروجی حجیم بدون سلول بر پایه ی دسترسی چندگانه غیر متعامد
مهندسی برق وکامپیوتر
۱۴۰۰
۵۴ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی برق- مخابرات
۱۴۰۰/۰۶/۰۹
سیستم های چند ورودی چند خروجی حجیم بدون سلول بر پایه ی دسترسی چندگانه غیرمتعامد طی سالیان گذشته توجه بسیاری را برای استفاده در نسل ششم مخابرات بی سیم به خود جلب کرده اند. در این نوع شبکه ها به جای متمرکز کردن هزاران آنتن در یک ایستگاه پایه، هزاران نقطه دسترسی تک آنتنی را در ناحیه پخش می کنیم. سپس با استفاده از شکل دهی پرتو مزدوج، اطلاعات تمام کاربران بر روی منابع زمانی-فرکانسی یکسان ارسال می شود. این نوع پیاده سازی شبکه باعث می شود در مقایسه با شبکه های معمول مخابرات بی سیم سلولی و سلول کوچک، نرخ داده بسیار بالاتری داشته باشیم و پوشش کامل را برای یک ارتباط فوق مطمئن فراهم سازیم. برای شکل دهی پرتو مزدوج نیاز داریم در لینک فراسو دنباله راهنما ارسال کنیم. اما بدلیل محدودیت زمان همدوسی کانال، نمی توان به هر کاربر یک دنباله راهنمای متعامد اختصاص داد. برای حل این مشکل چندین روش پیشنهاد شده است که بهترین آنها استفاده از روش دسترسی چندگانه غیرمتعامد (NOMA) و تخصیص دنباله راهنمای یکسان به تمام کاربران موجود در یک گروه NOMA می باشد. در این تحقیق، با استفاده از دسترسی چندگانه غیرمتعامد مشارکتی (C-NOMA)، بین کاربران موجود در یک گروه NOMA مسیرهای اضافی داده ایجاد می کنیم. به دلیل استفاده از NOMA کاربر اول (کاربر قوی تر) که شرایط کانال بهتری دارد و کسر کمتری از توان را دریافت کرده است نیاز دارد تا اول اطلاعات کاربر دوم (کاربر ضعیف تر) را کد گشایی کند. در روش C-NOMA کاربر اول بعد از کدگشایی اطلاعات کاربر دوم، آن اطلاعات را دوباره به کاربر دوم ارسال می کند. با اینکار، حتی اگر کاربر دوم ارتباط قابل قبولی با نقاط دسترسی نداشته باشد، می تواند سیگنال خود را به خوبی دریافت کند. اما این ارسال بی رویه اطلاعات کاربر دوم بدون توجه به قدرت دریافت آن کاربر باعث کاهش بهره وری انرژی سیستم می شود. از طرف دیگر، زمانی که تعداد کمی کاربر به شبکه متصل هست، سیستم های بدون سلول که بر پایه ی دسترسی چندگانه متعامد (OMA) هستند بدلیل نداشتن خطاهای ایجاد شده توسط NOMA نرخ داده بهتری دارند. برای حل این مشکلات یک الگوریتم کلید زمانی تطابقی بین حالت های NOMA ، C-NOMA و OMA پیشنهاد می کنیم که باعث حداکثر شدن مجموع نرخ داده قابل وصول شبکه می شود. یکی از دیگر چالش های پیش رو برای سیستم هایی که از NOMA استفاده می کنند، گروه بندی کاربران است. در این پژوهش، یک روش جدید گروه بندی کاربران را نیز پیشنهاد می کنیم که وجود لینک های قابل اطمینان بین کاربران موجود در یک گروه را تا حد زیادی تضمین می کند. در نهایت، برای تمام حالت های مورد استفاده، نرخ داده ارگادیک قابل وصول را بدست می آوریم و فرم بسته هر یک را محاسبه می کنیم. با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری، نشان خواهیم داد روش پیشنهاد شده بهترین عملکرد را در مقایسه با روش های پیشین دارد.
Non-orthogonal multiple access (NOMA) aided cell-free massive multiple-input multiple-output (CF mMIMO) systems have gained great attention over the past few years to be employed in the sixth generation of the wireless network. With distributed antennas over a large area, CF mMIMO systems have much better cell coverage and higher achievable sum-rate compared to the conventional cellular and small-cell networks. This paper will propose a novel cooperative NOMA-aided CF mMIMO system. The proposed scheme will increase the achievable sum-rate and improve the system reliability by creating additional data streams between users within the same NOMA cluster. Also, we will suggest an adaptive switching algorithm between non-cooperative NOMA, cooperative NOMA, and orthogonal multiple access (OMA) modes in order to maximize the power efficiency and achievable sum-rate. We will derive closed-form expressions for the achievable downlink data rates of the mentioned modes. Lastly, we will offer a special user clustering algorithm that needs no complex optimization and ensures the existence of reliable cooperative links between the users. The simulation results will prove the superiority of the proposed scheme over the conventional NOMA-based and OMA-based CF mMIMO systems.
Achievable data rate improvement in NOMA-aided cell-free massive MIMO systems
سیاری
رضا
تهيه کننده
پور رستم
موسوی نیا
جعفر
جواد
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
