Συστήματα Πολλαπλών Κεραιών σε Ευρυζωνικά Δίκτυα 5ης Γενιάς

Abstract

Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η μελέτη τεχνικών μετάδοσης δεδομένων σε συστήματα Πολλαπλής Εισόδου – Πολλαπλής Εξόδου (MIMO) με χρήση τεχνικών προσαρμοστικής διαμόρφωσης αλλά και πολλαπλής πρόσβασης Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). Οι τεχνολογίες αυτές είναι ήδη ενσωματωμένες στα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 4ης γενιάς (και 4G+) και η επικείμενη υλοποίηση και στη χώρα μας των δικτύων 5G θα καταστήσει τη χρήση και τη χρησιμότητά τους ακόμα πιο ευρεία. Αρχικά στα πρώτα τέσσερα κεφάλαια γίνεται μία σύντομη περιήγηση στο χώρο των ασύρματων δικτύων επικοινωνιών, παρουσιάζεται συνοπτικά το φυσικό υπόβαθρο του ασύρματου διαύλου και παρατίθεται σύντομη συγκριτική ανάλυση των επικρατέστερων τεχνικών πολλαπλής πρόσβασης στο κανάλι (TDMA, CDMA, SDMA, OFDMA). Αναλύονται βασικές έννοιες των κινητών επικοινωνιών και παρατίθενται οι ορισμοί τους. Επιπλέον, αναλύονται οι τρόποι διείσδυσης των συστημάτων Πολλαπλής Εισόδου Πολλαπλής Εξόδου (ΜΙΜΟ) στα σύγχρονα πολυκυψελωτά δίκτυα (ιδιαίτερα 5ης γενιάς), καθώς και οι σχετικές μέθοδοι που εφαρμόζονται (διαφορική προστασία, χωρική πολυπλεξία κ.α.). Στα τέσσερα κεφάλαια γίνεται εισαγωγή και επεξήγηση των επιμέρους διαδικασιών του υπολογιστικού μοντέλου που δημιουργείται στην παρούσα εργασία, με σκοπό την ανάλυση παραμέτρων σε σύγχρονα πολυκυψελωτά δίκτυα. Επίσης, πραγματοποιείται περιγραφή και σύγκριση συστημάτων με αλλά και χωρίς τεχνικές προσαρμοστικής διαμόρφωσης, οι οποίες αποσκοπούν στην αύξηση της ποιότητας υπηρεσίας και της ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων (δηλαδή αύξηση διέλευσης και μείωση ρυθμού σφαλμάτων). Επιπροσθέτως, διεξάγεται πληθώρα προσομοιώσεων βασισμένων σε διαφορετικές παραμετροποιήσεις του προσομοιωτή, με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων (μέσω διαγραμμάτων) για τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των πολυκυψελωτών συστημάτων, τα οποία αξιολογούνται, και τελικά, προτείνονται συνδυασμοί σχεδόν βέλτιστων λύσεων, καθώς και ιδέες για μελλοντική μελέτη και έρευνα. Παραμέτρους αναφοράς για το παρόν πόνημα αποτελεί ο λόγος σήματος προς παρεμβολή, η ισχύς εκπομπής από τους σταθμούς βάσης, οι ενεργοί χρήστες κάθε κυψέλης και κυρίως η διέλευση (throughput).