Καταστολή Η/Μ παρεμβολών σε δίκτυα 5G με τεχνολογίες Massive MIMO κεραιών και τεχνικές πολυτονικής πρόσβασης

Abstract

Η συνεχής αύξηση του αριθμού χρηστών και η τεράστια ποικιλία των συσκευών που συνδέονται στο Διαδίκτυο, έχει ως αποτέλεσμα τη ραγδαία αύξηση της ζήτησης δεδομένων και την υπερπλήρωση του διαθέσιμου φάσματος. Ως εκ τούτου, το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας έχει στραφεί στην προτυποποίηση των δικτύων 5ης γενιάς (5G), προκειμένου να καλυφθεί η ολοένα και αυξανόμενη απαίτηση για υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης (έως 20 Gb/s) και μικρότερη καθυστέρηση (1 msec), παράλληλα με τη βελτίωση της φασματικής απόδοσης και της αξιοπιστίας του δικτύου. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη τεχνικών ανάθεσης ραδιοπόρων σε κατανεμημένα συστήματα Massive MIMO (Massive Multiple Input – Multiple Output) με τη χρήση τεχνικών ορθογώνιας (OMA) και μη ορθογώνιας (NOMA) πολλαπλής πρόσβασης. Πιο συγκεκριμένα, στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μία σύντομη ιστορική ανασκόπηση της εξέλιξης των τεχνολογικών γενεών των ασύρματων τηλεπικοινωνιών, προκειμένου να αναδειχθούν οι ελλείψεις που αποτέλεσαν την κινητήρια δύναμη για την εξέλιξη των ασύρματων δικτύων. Στο Κεφάλαιο 2 παρατίθενται οι επικρατέστερες τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης και οι βασικές τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης στα ασύρματα συστήματα (TDMA, FDMA, CDMA, SDMA). Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μια πιο εκτενής ανάλυση της διαμόρφωσης OFDM, της τεχνικής πολλαπλής πρόσβασης OFDMA, καθώς και της τεχνικής NOMA, που αποτελεί μία αναδυόμενη τεχνική για τα συστήματα 5G. Το Κεφάλαιο 4 εστιάζει στην τεχνολογία κατανεμημένων Massive MIMO και στη χρήση τους στα σύγχρονα κυψελωτά συστήματα. Στο Κεφάλαιο 5, αναπτύσσεται ο προσομοιωτής μιας ασύρματης κυψελωτής τοπολογίας σε επίπεδο συστήματος και κάτω ζεύξης. Παράλληλα, διερευνώνται και ενσωματώνονται στον προσομοιωτή διαφορετικές τεχνικές διαχείρισης πόρων (π.χ. ισχύς, συχνότητα κ.λπ.) που αντιμετωπίζουν εγγενώς τις ομοδιαυλικές παρεμβολές. Μετά την εκτενή περιγραφή της πλατφόρμας προσομοίωσης και ικανοποιητικό αριθμό εκτελέσεων προσομοίωσης, συζητούνται λεπτομερώς η απόδοση του συστήματος και η επίδραση των τεχνικών RRM σε αυτήν. Με τις ίδιες τεχνικές, μελετάται επίσης η απόδοση της κεντρικής κυψέλης της τοπολογίας. Το Κεφάλαιο 6 παρουσιάζει τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη συνολική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων και των προτάσεις για μελλοντική εργασία.