Ανάπτυξη Τεχνικών Επιλογής Υποσυνόλου Κεραιών Μετάδοσης-λήψης Για Την Βελτιστοποίηση Χωρητικότητας Mimo-ofdma Δικτύων

Abstract

Η ραγδαία εξάπλωση της χρήσης των ψηφιακών επικοινωνιών τα τελευταία χρόνια δημιουργεί την ανάγκη για αύξηση των παρεχόμενων υπηρεσιών στους χρήστες και κυρίως για βελτίωση της ποιότητάς τους. Τα επόμενης γενιάς ασύρματα συστήματα είναι απαραίτητο να παρέχουν υπηρεσίες αυξημένης ποιότητας και αξιοπιστίας, διευρυμένη ραδιοκάλυψη, αλλά και να εκμεταλλεύονται κατά τον πλέον αποδοτικό και συμφέροντα τρόπο το διαθέσιμο εύρος ζώνης και την διαθέσιμη ισχύ. Σημαντικές εξελίξεις προς την κατεύθυνση αυτή έχουν πραγματοποιηθεί πρόσφατα, ανάμεσα στις οποίες περίοπτη θέση κατέχουν τα ασύρματα συστήματα πολλαπλών - εισόδων - πολλαπλών εξόδων (MIMO Multiple - Input - Multiple - Output). Η εφαρμογή τους στις ασύρματες ψηφιακές επικοινωνίες βελτιώνει κατά πολύ την αξιοπιστία της ζεύξης σε σύγκριση με τα προϋπάρχοντα συστήματα και αυξάνει την χωρητικότητα των ραδιοδιαύλων. Τα ΜΙΜΟ συστήματα, σε συνδυασμό με την Πολυπλεξία Ορθογωνικής Διαίρεσης Συχνότητας (OFDM), μετατρέπουν φαινόμενα όπως αυτό της διασυμβολικής παρεμβολής σε πλεονέκτημα για το χρήστη και το δίκτυο. Η Πολυπλεξία Ορθογωνικής Διαίρεσης Συχνότητας είναι μια νέα μορφή πολυπλεξίας και ψηφιακής διαμόρφωσης δεδομένων που στόχο έχει την καλύτερη αξιοποίηση του φάσματος σε σύγκριση με άλλα σχήματα πολυπλεξίας. Παράλληλα, το OFDM επιτυγχάνει να βελτιώσει την ποιότητα της ζεύξης, αποφεύγοντας τις δυσμενείς επιπτώσεις της διασυμβολικής παρεμβολής, χάρη στην εισαγωγή του κυκλικού προθέματος. Επέκταση της τεχνικής OFDM για συστήματα πολλαπλών χρηστών αποτελεί η τεχνική πολλαπλής πρόσβασης OFDMA.Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται το πρόβλημα του διαμοιρασμού των διαθέσιμων πόρων ενός ασύρματου συστήματος επικοινωνίας στους χρήστες σε ένα κυψελωτό δίκτυο. Προσομοιώνονται διάφορα σενάρια ΜΙΜΟ-OFDMA συστημάτων, ανάλογα με τον αριθμό των κεραιών πομπού και δέκτη και τον αριθμό των υποφερόντων που αντιστοιχούν σε κάθε χρήστη. Στα σενάρια αυτά εξετάζεται η αξιοπιστία του συστήματος μέσω του ποσοστού λανθασμένων ψηφίων (BER), ανάλογα με τις απαιτήσεις έχουμε από το σύστημα όσον αφορά τον λόγο σήματος προς παρεμβολή και θόρυβο (SINR) και την πιθανότητα απόρριψης χρηστών.