Μελέτη επιδόσεων συνεργατικών δικτύων
Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Author
Μπουλούγαρη, Χαρούλα Δ.
Date
2015-05Advisor
Σαγιάς, ΝικόλαοςSubject
Συστήματα ασύρματων επικοινωνιών ; Wireless communication systems ; Ψηφιακή επικοινωνία ; Digital communicationsKeywords
Διαλείψεις ; Αναμεταδότης ; Πολλαπλή αναπήδηση ; Διαφορικότητα ; Πρωτόκολλο AF (amplify-and-forward) ; Πρωτόκολλο DF (decode-and-forward) ; Κατανομή rayleigh ; Κατανομή Rice ; Συνεργατική διαφορικότηταAbstract
Στις μέρες μας, η τεχνολογία έχει μπει για τα καλά στη ζωή μας και αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της ζωής μας και της καθημερινότητάς μας. Τα τελευταία χρόνια, οι ασύρματες επικοινωνίες είναι πολύ σημαντικές και η αναπτυξή τους έχουν συμβάλλει πολύ στη βελτίωση και στην ποιότητα της ζωής του ανθρώπου. Ωστόσο, η εξέλιξή τους παρουσίασε δυσκολίες, τις οποίες κάλυψε ένας νέος τρόπος μετάδοσης της ασύρματης πληροφορίας η λεγόμενη συνεργατική επικοινωνία ή cooperative communication.
Σε αυτή την πτυχιακή εργασία, γίνεται εκτενής παρουσίαση του φαινομένου των διαλείψεων, δηλαδή των εξασθενίσεων που υφίσταται το σήμα κατά τη μετάδοσή του από τον πομπό στον δέκτη και παρουσιάζονται τρόποι αντιμετώπισης των προβλημάτων της ασύρματης μετάδοσης.
Έτσι, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στις ψηφιακές επικοινωνίες. Έπειτα στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στο ασύρματο κανάλι, στους τρόπους διάδοσης και στα προβλήματα που παρουσιάζονται κατά τη μετάδοση των σημάτων λόγω των διαλείψεων. Συγκεκριμένα, γίνεται πλήρης ανάλυση της ασύρματης μετάδοσης, έτσι ώστε να αποκτηθεί το απαραίτητο γνωστικό υπόβαθρο για να επιτευχθεί η πλήρης κατανόηση του επόμενου κεφαλαίου των συνεργατικών επικοινωνιών.
Στο τρίτο κεφάλαιο, αναλύονται οι συνεργατικές επικοινωνίες, οι οποίες αποτελούν και το κύριο αντικείμενο μελέτης της πτυχιακής αυτής εργασίας. Αναλύεται, αρχικά, η χρήση του διαφορισμού σε συστήματα κινητών επικοινωνιών, ως μία ευρέως διαδεδομένη τεχνική για την αντιμετώπιση των διαλείψεων. Ουσιαστικά, γίνεται αντιληπτό ότι ο διαφορισμός εκμεταλλεύεται την διαφορετικότητα των οδεύσεων, δηλαδή των καναλιών με διαφορετικά χαρακτηριστικά, με σκοπό την αύξηση της λαμβανόμενης ενέργειας του σήματος. Στόχος όμως αυτού του κεφαλαίου είναι να αναλυθούν εκτενέστερα οι Συνεργατικές Επικοινωνίες, δηλαδή η μετάδοση του σήματος με χρήση αναμεταδότη (relay), ενός βοηθητικού καναλιού μεταξύ πηγής και προορισμού.
Όπως θα φανεί από την εργασία αυτή, τελικά υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους μπορεί να γίνει η μετάδοση αυτή και κάθε ένας από αυτούς, αποτελεί και ένα διαφορετικό συνεργατικό πρωτόκολλο ή cooperation protocol. Από αυτά τα πρωτόκολλα, ιδιαίτερη σημασία και βαρύτητα θα δοθεί στα πρωτόκολλα Ενίσχυσης-και Προώθησης ή Amplify-and-Forward και Αποκωδικοποίησης-και-Προώθησης ή Decode-and-Forward, για τα οποία και θα πραγματοποιηθεί μια πλήρης περιγραφή και ανάλυση.
Abstract
Nowadays, technology has come in our lives and is an integral part of our everyday life. In recent years, wireless communications are very important and their development have contributed to the improvement in the quality of human life. However, their evolution have many difficulties, which are encounted by a new way of transmittion of the information of wireless communication that is called collaborative or cooperative communication.
In this thesis is presented the phenomenon of faidings, ie problems in the signal attenuation during the transmittion from the source to the destination and later are shown the responses of these wireless transmission problems.
So in the first chapter is presented a general introduction to the digital communications. Then in the second chapter, a reference is made to the wireless channel, to the signal transmission and to the problems which occur during signal transmission due to the fadings. Specifically, there is a full analysis of wireless transmission, so as to obtain the necessary background knowledge to achieve a full understanding of the next chapter of cooperative communications.
The third chapter analyzes the cooperative communications, which are the principal object of study of this thesis. At first place, it is analysed the use of the diversity in mobile communications systems, as a widely spread technique for dealing with fadings. Essentially, it is understood that the diversity exploits the diversity of the several paths, i.e. the channels with different characteristics, in order to increase the received signal energy. The goal of this chapter is to extensively analyze the Collaborative Communications. In other words, this chapter analyze the signal transmission by using relays, ie. auxiliary channels between source and destination.
As will be seen from this thesis, there are eventually several ways in which this transmission can be achieved and everyone of them is a different protocol or collaborative cooperation protocol. Among these protocols, particular importance and emphasis will be given in Amplify-and-Forward protocol and in Decode-and-Forward protocol, for which it will be carried out a complete description and analysis.
Number of pages
σελ. 103Faculty
Σχολή Οικονομίας, Διοίκησης και ΠληροφορικήςAcademic Department
Τμήμα Πληροφορικής και ΤηλεπικοινωνιώνPost-graduate program
Προηγμένα Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα και ΔίκτυαLanguage
GreekDescription
Μ.Δ.Ε. 67The following license files are associated with this item: