Μελέτη και ανάπτυξη συνεργατικών ασύρματων συστημάτων με επαναλήπτες (relays) με χρήση τεχνικών διαχείρισης φάσματος : - Νομικός, Νικόλαος (2010)
Στόχος της εργασίας είναι η μελέτη των συνεργατικών επικοινωνιών καθώς και η εξέταση μέσω προσομοίωσης, ορισμένων παραμέτρων που χαρακτηρίζουν τα συνεργατικά δίκτυα. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η 3GPPκαι η IEEEέχουν συμπεριλάβει την συνεργατική λειτουργία στα υποψήφια πρωτόκολλα τέταρτης γενιάς κινητών επικοινωνιών, αναλύουμε την θέση των επαναληπτών, οι οποίοι αποτελούν τις δικτυακές οντότητες που εισάγουν και υποστηρίζουν την συνεργατικότητα, σε τέτοια δίκτυα. Συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο επικεντρωνόμαστε σε ένα δίκτυο τέταρτης γενιάς, έχοντας ως παράδειγμα το LTE,το οποίο χαρακτηρίζεται από λειτουργίεςαυτό-οργάνωσης οι οποίες αποτελούν την βάση της επόμενης γενιάς κινητών επικοινωνιών. Αφού παραθέσουμε τις δικτυακές οντότητες από τις οποίες αποτελείται ένα αυτό-οργανωμένο δίκτυο προχωράμε στην ανάλυση ορισμένων εφαρμογών. Ειδικότερα, αναφέρουμε έναν καινοτόμο τρόπο πρόσβασης στο φάσμα μέσω Γνωσιακών τεχνικών, την απόδοση ισχύος στους επαναλήπτες του δικτύου ώστε να πληρούνται ορισμένα ενεργειακά κριτήρια και τέλος, την τεχνολογία των φέμτο-κυψελών οι οποίες δίνουν λύση στην συμφόρηση του δικτύου και την κάλυψη σε εσωτερικούς χώρους. Στη συνέχεια, στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύουμε σε βάθος τους επαναλήπτες. Ξεκινάμε χωρίζοντας τους σε δύο κατηγορίες κρίνοντας από τον τρόπο λειτουργίας, τους αναγεννητικούς και τους διάφανους επαναλήπτες. Επίσης, μελετάμε δύο διαφορετικές περιπτώσεις στις οποίες βοηθούν την επικοινωνία, την συνεργατική και την υποστηρικτική. Μία σημαντική αναφορά γίνεται στα κέρδη τα οποία εισάγουν στο δίκτυο οι επαναλήπτες και τα οποία αποτελούν τον λόγο για τον οποίο έχουν κερδίσει σημαντικό κομμάτι του επιστημονικού ενδιαφέροντος. Κατόπιν, εξετάζουμε το ασύρματο κανάλι και συνεχίζουμε με τις διαθέσιμες τεχνικές για κάθε μία από τις δύο κατηγορίες επαναληπτών στις οποίες αναλύουμε από μία εφαρμογή κάθε φορά. Στο τέλος του κεφαλαίου γίνεται αναφορά στον Γνωσιακό επαναλήπτη ο οποίος εκμεταλλεύεται την υποχρησιμοποίηση του φάσματος για να καλύψει δικές του ανάγκες επικοινωνίας καθώς και να βοηθήσει την επικοινωνία άλλων μερών. Στο τρίτο κεφάλαιο εξετάζουμε ζητήματα διαχείρισης ραδιοπόρων σε συνεργατικά δίκτυα, αρχίζοντας από τις κατηγορίες ραδιοπόρων τις οποίες μπορούμε να αποδώσουμε στις διαθέσιμες ζεύξεις καθώς και τα εργαλεία τα οποία χρησιμοποιούμε για αυτόν τον λόγο. Στο τελευταίο κομμάτι του κεφαλαίου παραθέτουμε ορισμένες ενδιαφέρουσες εφαρμογές αρχίζοντας από OFDMδίκτυα επαναληπτών, στα οποία γίνεται απόδοση υποφορέων καθώς και φόρτωση αυτών με bitανάλογα με τις συνθήκες που παρατηρούνται σε κάθε υποκανάλι. Μία άλλη περίπτωση έχει να κάνει με τις μεταπομπές των επαναληπτών και των χρηστών τους με στόχο την εξισορρόπηση του φορτίου κινητικότητας στο δίκτυο. Τέλος, δίνονται ορισμένοι αλγόριθμοι οι οποίοι χρησιμοποιούν τους επαναλήπτες με στόχο την καταπολέμηση των διακυψελικών παρεμβολών. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο περιγράφουμε δύο μοντέλα με τα οποία προσομοιώνουμε συνεργατικές τοπολογίες. Σε κάθε μοντέλο εισάγουμε στοιχεία από τα προηγούμενα κεφάλαια, όπως είναι οι κώδικες χώρου-χρόνου, τα κέρδη απωλειών διάδοσης και οι τεχνολογίες ΜΙΜΟ και OFDM. Το πρώτο μοντέλο περιλαμβάνει μία πηγή, έναν επαναλήπτη και έναν προορισμό και στόχο έχει την εξέταση της σχέσης τηςενέργειας bitπρος φασματική πυκνότητα θορύβου με τον ρυθμό σφάλματος bit (EbN0-BER),μεταβάλλοντας παραμέτρους όπως ο αριθμός των κεραιών, η εφαρμοζόμενη διαμόρφωση, διάφορα βάρη σε κάθε κλάδο μετάδοσης και διάφορες θέσεις επαναλήπτη. Επιπρόσθετα, γίνεται σύγκριση με τις θεωρητικές καμπύλες για διάφορες τάξεις διαφορικότητας. Στο δεύτερο μοντέλο εφαρμόζεται η τεχνική OFDMμε απόδοση ισχύος στους υποφορείς μέσω WaterFillingκαι γίνεται σύγκριση των χωρητικοτήτων της απευθείας και της συνεργατικής μετάδοσης για διάφορους λόγους σήματος προς θόρυβο.