Cooperative strategies, achievable rates and resource allocation for OFDMA channels
DFBÇE kanalları için işbirlikçi stratejiler, erişebilir veri hızları ve kaynak tahsisi
- Tez No: 301093
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ONUR KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Işık Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Yeni nesil kablosuz haberleşme sistemlerinde, kullanıcı sayısı ve bantgenişliği talebindeki artış sebebiyle, sönümlenme ve çoklu-kullanıcı karışımı gibi sorunlarla başa çıkılması ve uygun protokollerin tanımlaması gittikçe zorlaşmaktadır. Dik Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (DFBÇE) yukarıdaki iki probleme de çözüm sağlayan bir çoklu erişim tekniğidir: Kullanıcılara sahip olunan frekans tayfını dik olarak dağıtmak suretiyle karışımı engellerken aynı zamanda frekans seçici sönümlenmeli bir kanalı, paralel düz sönümlü alt kanallara çevirir, böylelikle semboller arası karışımın etkilerini azaltır. Hâlbuki kablosuz kanallarda, karışım olarak adlandırılan şey aslında yan bilgidir ve bu yan bilgi DFBÇE'nin ortogonal alt kanallarının çeşitliliği ile uygun bir şekilde birleştirildiğinde, kullanıcıların erişebilecekleri veri hızlarını arttırmak için kullanılabilir. Tezimizde, kanal ataması ile ilgili herhangi bir önkoşul koymadan, DFBÇE kanalları için işbirlikçi stratejileri, erişilebilir veri hızlarını ve kaynak tahsis tekniklerini inceliyoruz.Önce, DFBÇE altyapısı kullanan kablosuz haberleşme şebekeleri için yeni işbirlikçi kodlama stratejileri öneriyoruz. Özellikle, blok Markov bindirmeli kodlama uygulayan iki kullanıcılı DFBÇE sistemine yoğunlaşıyoruz. Önerdiğimiz tüm işbirlikçi kodlama stratejileri için erişilebilir veri hızı bölgelerini elde ediyoruz. Mesajların alt kanallara yeniden bölüştürülmesi ve yeniden kodlanmasına müsaade edilmesi ile, DFBÇE'nin beraberinde getirdiği çeşitlilikten daha fazla faydalanılabileceğini ve daha yüksek veri hızlarına ulaşılabileceğini gösteriyoruz.Daha sonra, DFBÇE'nin oluşturduğu çeşitliliğin getirdiği faydalardan tam olarak yararlanmak amacıyla,DFBÇE için kanal uyarlamalı bir işbirlikçi strateji öneriyoruz ve çıkış güçlerini kanal durumlarının fonksiyonu olarak eniyiliyoruz. Kullanıcıların kodkelimelerine ilişkin güçlerinin sağlaması gereken eniyilik koşullarını buluyoruz ve en iyi güç değerleri için kapalı form denklemlerini türetiyoruz. Veri hızı bölgesinin sınırında herhangi bir noktaya ulaşılmasını sağlayan güçleri eniyilemek için kullanılabilecek iki algoritma öneriyoruz. İşbirlikçi DFBÇE sisteminin sunduğu çeşitlilikten yararlanan güç kontrolünü uygulamanın sadece erişilebilir veri hızlarında önemli bir iyileşme sağlamakla kalmadığını, aynı zamanda anlık olarak hangi alt kanalın hangi amaç için kullanılması gerektiğini belirlemede de fayda sağlayabileceğini kanıtlıyoruz.
Özet (Çeviri)
The design of next generation wireless communication systems brings along new challenges, since the degrading factors such as fading and multi-user interference become harder to deal with as the number of users and the bandwidth requirements increase. Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) is a multiple accessing technique which provides a solution to both of the problems above: it provides a relatively simple way of assigning available bandwidth to users, while avoiding interference; and at the same time, it converts a frequency selective fading channel, to parallel flat fading subchannels, hence reducing the effects of intersymbol interference. However, in wireless channels, what is traditionally considered as interference is in fact side information, and combined with the diversity created by the orthogonal subchannels in OFDMA, this side information can be carefully taken advantage of to increase the rates achievable by the users. In our thesis, without imposing any prior constraints on subchannel allocation, we investigate cooperation strategies, achievable rates and resource allocation for OFDMA channels.We propose new cooperative encoding strategies for wireless communication networks over OFDMA channels. We particularly focus on a two user cooperative OFDMA system, based on block Markov superposition encoding (BMSE). We obtain expressions of the resulting achievable rate regions for all proposed cooperative encoding strategies. We show that, by allowing for re-partitioning and re-encoding of the cooperative messages across subchannels, it is possible to better exploit the diversity created by OFDMA, and higher rates can be achieved.In order to take full advantage of the diversity created by OFDMA, we then introduce a channel adaptive cooperation strategy for OFDMA, and optimize the transmit powers as a function of the channel states. We provide the optimality conditions that need to be satisfied by the powers associated with the users? codewords and derive the closed form expressions for the optimal powers. We propose two algorithms that can be used to optimize the powers to achieve any desired rate point on the rate region boundary. We observe that, utilization of power control to take advantage of the diversity offered by the cooperative OFDMA system, not only leads to a remarkable improvement in achievable rates, but also may help determine how the subchannels have to be instantaneously allocated to various tasks in cooperation.
Benzer Tezler
- Resource allocation and interference mitigation for cooperative networks
Başlık çevirisi yok
KAĞAN BAKANOĞLU
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiPolytechnic Institute of New York UniversityDR. ELZA ERKIP
- Design and optimization of multiuser cooperative protocols for wireless networks
Kablosuz ağlar için çok kullanıcılı işbirlikli protokol tasarımı ve eniyilenmesi
ÇAĞATAY EDEMEN
Doktora
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiIşık ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR KAYA
- Geleneksel üretim sistemlerinden tam zamanında üretim sistemine dönüşümünün tasarlanmasında simülasyon yaklaşımı
Başlık çevirisi yok
TİJEN ERTAY
- Advanced techniques for cooperation and physical layer security in visible light communications
Görünür ışıkla haberleşmede işbirliği ve fiziksel katman güvenliği için ileri teknikler
NUĞMAN SU
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUTLU KOCA
