Please use this identifier to cite or link to this item: http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/8798
Title: Συνεργατικές Επικοινωνίες Και Τεχνικές Προώθησης Σε Ασύρματα Ευρυζωνικά Επίγεια Και Δορυφορικά Δίκτυα
Authors: Βασίλειος Σακαρέλλος
Κανελλόπουλος Ιωάννης
Keywords: συνεργατικές επικοινωνίες
επαναλήπτης
ασύρματα δίκτυα
επίγεια δίκτυα
δορυφορικά δίκτυα
Issue Date: 30-Aug-2010
Abstract: Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάλυση της επίδοσης των ασύρματων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων που χρησιμοποιούν τεχνικές συνεργατικής διαφορικότητας. Τα συνεργατικά συστήματα αποτελούνται από πολλαπλούς κόμβους, οι οποίοι συνεργάζονται μεταξύ τους δημιουργώντας πολλαπλά κανάλια διαφορικότητας που γενικά υποφέρουν από συσχετισμένες διαλείψεις. Επομένως, ο τελικός χρήστης λαμβάνει πολλαπλές εκδοχές του ίδιου σήματος πληροφορίας μέσω των συνεργατικών κόμβων και τις συνδυάζει κατάλληλα δημιουργώντας το τελικό σήμα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τηβελτίωση της επίδοσης και της αξιοπιστίας των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.Στο 1ο Κεφάλαιο παρουσιάζονται τα γενικά χαρακτηριστικά των συνεργατικών δικτύων, ενώ στο 2ο Κεφάλαιο περιγράφεται η μοντελοποίηση του φυσικού στρώματος των καναλιών που χρησιμοποιούνται στη συνέχεια. Οι αποσβέσεις λόγω βροχής (εκφρασμένες σε dB), που εισάγονται στα πολλαπλά κανάλια ενός συνεργατικού συστήματος που λειτουργεί σε συχνότητες τόσο από 10GHz ως 50GHz όσο και άνω των 50GHz, θεωρούνται συσχετισμένες λογαριθμοκανονικές τυχαίες μεταβλητές για περιοχές με ήπιες συνθήκες βροχόπτωσης. Αντίθετα, σε τροπικές περιοχές με ισχυρές συνθήκες βροχόπτωσης, οι αποσβέσεις λόγω βροχής θεωρούνται συσχετισμένες γάμμα τυχαίες μεταβλητές. Σε κάθε περίπτωση, λαμβάνεται υπόψη το κατάλληλο μοντέλο που περιγράφει την οριζόντια και κατακόρυφη χωρική δομή του μέσου βροχόπτωσης. Τέλος, μελετώνται τα κανάλια που υποφέρουν από διαλείψεις που οφείλονται σε φαινόμενα σκίασης, όπου ο σηματοθορυβικός λόγος εκφρασμένος σε γραμμική κλίμακα είναι μία λογαριθμοκανονική τυχαία μεταβλητή.Στο 3ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο φυσικό μοντέλο για την ανάλυση της ολικής (end-to-end) επίδοσης ενός συστήματος δύο βημάτων (dual-hop) με έναν επαναλήπτη που λειτουργεί σε συχνότητες άνω των 10 GHz. Η πιθανότητα αποκοπής ενός συστήματος με ένα μη-αναγεννητικό επαναλήπτη σταθερού ή μεταβλητού κέρδους, καθώς και με έναν αναγεννητικό επαναλήπτη, υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τηδισδιάστατη λογαριθμοκανονική κατανομή. Επίσης, παρουσιάζεται η ανάλυση ενός συστήματος με έναν επαναλήπτη που περιλαμβάνει έναν εκτιμητή καναλιού που προβλέπει την απόσβεση του δεύτερου βήματος της ζεύξης βασισμένος στην πληροφορία που λαμβάνει από το πρώτο βήμα της ζεύξης. Τα διάφορα είδη επαναλήπτη συγκρίνονται μεταξύ τους αλλά και με ένα ισοδύναμο σύστημα απλής ζεύξης χωρίς επαναλήπτη,λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορετική κατανάλωση ισχύος του κάθε συστήματος. Τέλος, το φυσικό αυτό μοντέλο χρησιμοποιείται για τη μελέτη της βέλτιστης θέσης ενός επαναλήπτη ώστε να εξασφαλίζονται συγκεκριμένες απαιτήσεις επίδοσης του συστήματος.Στο 4ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται ένα αναλυτικό μοντέλο για τον υπολογισμό της πιθανότητας αποκοπής ενός συνεργατικού συστήματος, που υποφέρει από διαλείψεις είτε λόγω βροχής είτε λόγω σκίασης. Το θεωρούμενο συνεργατικό σύστημα χρησιμοποιεί έναν αναγεννητικό επαναλήπτη, ενώ γίνεται σύγκριση μεταξύ διαφορετικών πρωτόκολλων συνεργασίας, πρωτόκολλων πολλαπλής πρόσβασης και συνδυαστικών τεχνικών. Το συνεργατικό σύστημα συγκρίνεται με ένα μη συνεργατικό σύστημα που αποτελείται από μια ισοδύναμη απευθείας ζεύξη λαμβάνοντας υπόψη την ενεργειακή και φασματική ισοδυναμία των διάφορων συστημάτων. Τα αριθμητικά αποτελέσματα υποδεικνύουν το εύρος τιμών του σηματοθορυβικού λόγου και των διάφορων παραμέτρων του συστήματος που η συνεργασία μεταξύ των κόμβων υπερτερεί ή αποτυγχάνει να δώσει κέρδος σε σχέση με την περίπτωση μη συνεργασίας.Στο 5ο Κεφάλαιο, αρχικά προτείνονται αναλυτικές εκφράσεις για την πιθανότητα αποκοπής ενός συστήματος διπλής δορυφορικής διαφορικής λήψης που υποφέρει από διαλείψεις λόγω βροχής. Στη συνέχεια του Κεφαλαίου προτείνεται η συνεργασία μεταξύ δορυφορικών και επίγειων δικτύων με σκοπό να αποφευχθεί η χρήση πολλαπλών δορυφόρων και ταυτόχρονα να βελτιωθεί η επίδοση ενός συστήματος. Οι διαφορετικέςσυνδυαστικές τεχνικές συγκρίνονται μεταξύ τους καθώς και με μια απλή δορυφορική ή επίγεια ζεύξη. Τέλος, από τα αριθμητικά αποτελέσματα προκύπτει ότι η γεωμετρία τουσυστήματος παίζει σημαντικό ρόλο στην επίδοσή του.
URI: http://artemis-new.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/8798
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές - Ph.D. Theses

Files in This Item:
File SizeFormat 
PD2010-0048.pdf1.9 MBAdobe PDFView/Open


Items in Artemis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.