Εξομαλυνση Διαλειψεων Πολυδιαδρομικης Διαδοσης Με Χρηση Ευφυων Κεραιων

Abstract

Αντικείμενο αυτής της διατριβής αποτελεί η μελέτη των διαλείψεωνπολυδιαδρομικής διάδοσης στις ασύρματες επικοινωνίες, και η εξομάλυνσή τους με χρήσηευφυών κεραιών.Το ασύρματο μέσο διάδοσης χαρακτηρίζεται από χωρο-χρονομεταβλητή συνάρτησημεταφοράς, η οποία παρουσιάζει ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες ιδιότητες, αλλά και σημαντικέςδυσκολίες κατά την υλοποίηση ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Ένα σήμα το οποίοδιέρχεται από τo ασύρματο μέσο διάδοσης εν γένει καταφτάνει στον δέκτη έπειτα απόανάκλαση, διάθλαση, περίθλαση και σκέδαση. Το γεγονός αυτό έχει σαν συνέπεια τηνπαρατηρούμενη γρήγορη μεταβολή της στιγμιαίας ισχύος του σήματος, καθώς επίσης και τηνμεταβολή της τοπικής μέσης ισχύος και της μέσης ισχύος περιοχής, φαινόμενα τα οποία μετην σειρά τους επιδεινώνουν δραματικά την ποιότητα του λαμβανόμενου σήματος.Οι ευφυείς κεραίες έχουν προταθεί για την αντιμετώπιση των διαλείψεωνπολυδιαδρομικής διάδοσης. Με χρήση ευφυών κεραιών στον πομπό, τον δέκτη ή και τουςδύο, καθίσταται δυνατή η ικανοποιητική εξομάλυνση του φαινομένου αυτού, μεαποδεδειγμένη ευεργετική επίδραση στην επίδοση ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος.Στην διατριβή εξετάζεται το φαινόμενο πολυδιαδρομικής διάδοσης, με μια μελέτη ηοποία εκτείνεται από την μαθηματική θεμελίωση του φαινομένου έως την μοντελοποίησή τουγια προσομοίωση σε υπολογιστή. Χρησιμοποιώντας διαδεδομένες τεχνικές ανάλυσηςστοιχειοκεραιών, προτείνεται η μέθοδος των γενετικών αλγορίθμων για την σχεδίαση ευφυώνκεραιών, με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που τους επιτρέπουν να χρησιμοποιηθούν για τηνεξομάλυνση των διαλείψεων. Σε αυτήν την βάση παρουσιάζονται σχεδιάσεις κεραιών μεενδιαφέροντα και καινοτόμα χαρακτηριστικά. Επιπλέον, αναπτύχθηκαν εφαρμογέςστοχαστικής και ντετερμινιστικής μοντελοποίησης και προσομοίωσης του ασύρματου μέσουδιάδοσης, όπου ενσωματώνεται η δυνατότητα αξιολόγησης της επίδρασης μιας ευφυούςκεραίας στην ποιότητα του σήματος. Τέλος, κατασκευάστηκαν διάφορα συστήματα καιυποσυστήματα ευφυών κεραιών, τα οποία αξιολογήθηκαν ως προς την επίδοσή τους σεπραγματικά περιβάλλοντα, όπου αποδείχθηκε στην πράξη η χρησιμότητά τους στηναντιμετώπιση των διαλείψεων πολυδιαδρομικής διάδοσης.