Beamforming for energy harvesting and multi-user communications
Enerji hasatlı ve çok kullanıcılı iletişim için hüzme şekillendirme
- Tez No: 529058
- Danışmanlar: PROF. DR. TEMEL ENGİN TUNCER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 253
Özet
Bu tezde, enerji hasatlı ve çok kullanıcılı iletişim için hüzme şekillendirmeye ilişkin birçok optimizasyon problemi ele alınmaktadır. Çok kullanıcılı iletişim senaryolarında, ortak bilgi sinyallerine ilgili çoklu kullanıcı gruplarının olduğu fiziksel katman çok gruplu çoğa gönderim sistemleri ele alınmaktadır. Enerji hasadına ilişkin senaryolarda, sırasıyla güç bölme ve öz-enerji geridöngüsü olarak adlandırılan farklı protokoller incelenmektedir. Güç bölme modunda, mobil cihaz bir güç bölücü cihazına sahiptir ve alınan radyo frekans gücünün bir kısmı enerji hasadı için kullanılırken, geri kalanı bilgi çözme için kullanılmaktadır. Öz-enerji geridöngüsü protokolünde, röledeki ayrı bir alıcı anten iletilen sinyali enerji kaynağı olarak kullanmaktadır. Bu tezdeki katkılar aşağıda belirtildiği şekilde özetlenebilir. Öncelikle, çok gruplu çoğa gönderim sistemlerinde anten seçimi ve melez hüzme şekillendirme için verimli algoritmalar önerilmektedir. Kullanıcılar bir güç bölme cihazına sahiptir ve verici hüzme şekillendiricileri ve güç bölme oranlarının ortak optimizasyonu ele alınmaktadır. Çok gruplu çoğa gönderim, kullanıcıların alınan sinyalin bir kısmından enerji hasadı yaptıkları OFDM sistemleri için de kullanılmaktadır. Kaynak paylaştırması ve güç bölme oranlarının ortak optimizasyonu için zor kombinasyonal problem etkili bir şekilde çözülmektedir. Ek olarak, anten başına güç kısıtları ile tam dijital ve iki farklı melez hüzme şekillendirme yapıları için birçok hızlı algoritma önerilmektedir. Çok gruplu çoğa gönderimden ayrı olarak, bu tezde ayrıca röle destekli tek kullanıcılı iletişim çalışılmaktadır. Güç bölme ve öz-enerji geridöngüsü protokollerini kullanan enerji hasatlı röleler için birçok senaryo incelenmektedir. Hem yükselt-ve-ilet hem de çöz-ve-ilet aktarma prokolleri ele alınmaktadır. Problemlerin çoğu için optimum çözümler elde edilirken diğerleri için verimli optimuma yakın çözümler sunulmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, several optimization problems are considered related to beamforming for energy harvesting and multi-user communications. In multi-user communications scenarios, physical layer multi-group multicasting systems are considered where there are multiple groups of users who are interested in common information signals. In energy harvesting related scenarios, different protocols are investigated, namely power splitting and self-energy recycling, respectively. In power splitting mode, the mobile device has a power splitting device and some portion of the received radio frequency power is used for energy harvesting while the remaining part is used for information decoding. In self-energy recycling protocol, a separate receive antenna on the relay uses the transmitted signal as an energy source. The contributions of this thesis can be outlined as follows. First, efficient algorithms are proposed for antenna selection and hybrid beamforming in multi-group multicasting systems. The users have a power splitting device and the joint optimization of transmit beamformers and power splitting ratios is considered. Multi-group multicasting is also used for OFDM systems where users harvest energy from some portion of the received signal. The difficult combinatorial problem for the joint optimization of resource allocation and power splitting ratios is solved effectively. In addition, several fast algorithms are proposed for full digital beamforming and two different hybrid beamforming structures with per-antenna power constraints. Apart from multi-group multicasting, relay assisted single user communications is also studied in this thesis. Several scenarios are investigated for energy harvesting relays which use power splitting and self-energy recycling protocols. Both amplify-and-forward and decode-and-forward relaying protocols are considered. For most of the problems, optimum solutions are obtained while for the others, efficient near-optimum solutions are presented.
Benzer Tezler
- QoS-based resource management and optimization in CR-based NOMA networks
CR tabanlı NOMA ağlarında QoS tabanlı kaynak yönetimi ve optimizasyonu
ÖMER FARUK AKYOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMİHA TEDİK BAŞARAN
- A new approach to satellite communication: Harnessing the power of reconfigurable intelligent surfaces
Uydu iletisimine yeni bir yaklaşım: Yeniden yapılandırılabı̇lı̇r akıllı yüzeylerden faydalanma
KÜRŞAT TEKBIYIK
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Scheduling of energy harvesting for multi-antenna wireless powered communication networks (WPCNs)
Çok antenli kablosuz beslemeli iletişim ağları için enerji hasadı çizelgeleme
İBRAHİM PEHLİVAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Secure beamforming for millimeter wave communications
Milimetre dalga iletişim için güvenli hüzme oluşturma
OĞULCAN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERNA ÖZBEK
- Hybrid analog-digital beamforming for massive MIMO systems
Yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemler için hibrit hüzün oluşturma
ABDIRAHMAN ABDIKARIM HUSSEIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Okan ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM KIVANÇ TÜRELİ