Beamforming design for network multiple-input multiple-output (MIMO) systems with multiple cooperating base stations
Birden çok ortak çalışan baz istasyonu içeren çok girdili çok çıktılı veri ağları için hüzme biçimlendirme tasarımı
- Tez No: 695535
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 173
Özet
Yeni nesil hücresel haberleşme sistemlerinin yüksek veri hızlarını desteklemesi istenmektedir. Standart tek merkezi baz istasyonu içeren sistemlerin performansı farklı hücreler arası girişim yüzünden sınırlıdır. Ayrıca ağ yoğunlukları büyük bir hızla artmakta ve küçük bir alanda çok sayıda tam donanımlı baz istasyonu kullanımı mali açıdan verimli olmamaktadır. Birden çok, her biri çok sayıda anten içeren, birbiriyle koordinasyon halinde çalışan baz istasyonu kullanımı ve uygun bir hüzme biçimlendirme tasarımı ile hücreler arası girişim yok edilebilir. Bu çalışmada bulut tabanlı radio ağları ve entegre erişim ve arka ağ sistemleri için hüzme biçimlendirme tasarımı incelenmiştir. Bu sistemlerde taban bant işlemler merkezi biçimde yapılmakta ve kaynak kullanımının optimizasyonu ile kapsama alanları genişletilebilmektedir. Ayrıca basit baz istasyonlarının kullanımı ile dağıtım maliyetleri düşürülerek etkin ve verimli sistemler elde edilmektedir. Kablosuz ön ve arka bağlantı kullanımı ile operatörlerin kısa ve uzun vadeli harcamaları daha da düşürülebilmektedir. Hüzme biçimlendirme problemi doğası gereği ön ve arka ağ iletimleri yüzünden birleşimseldir. Bazı gevşetme ve dönüşümler kullanılarak toplam güç tüketimini en aza indirip toplam hizmet verilen kullanıcı sayısı en çok olacak şekilde arka ağ kapasite ve güç iletim koşulları altında hüzme biçimlendirme vektörleri tasarlanmakta ve baz istasyonları arasındaki koordinasyon optimize edilmektedir. Gerçekçi kanal koşulları altında uygun hüzme biçimlendirme vektörlerinin tasarımı için sezgisel tarama, sonsuz türevli yaklaşım, sınır tabanlı link seçimi ve konveks optimizasyon tabanlı yöntemler önerilmiştir. Algoritmaların performans sınırlarını görmek ve eniyilik analizi yapmak için bazı özgün teorik performans sınırları bulunmuştur. Önerilen yöntemlerin mevcut metotlara kıyasla performans açısından faydaları detaylı benzetimlerle gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
New generation cellular systems are required to support high data rates. The performance of conventional systems with a single central base station is limited by inter-cell interference. Furthermore, the network densities grow exponentially and it is not cost-effective for operators to use a large number of fully equipped base stations in small areas. Using multiple cooperating base stations, each equipped with multiple antennas, inter-cell interference can be eliminated by a proper beamforming design. In this thesis, beamforming strategies for cloud radio access networks and integrated access and backhaul systems are studied. In these systems, the baseband processing is centralized, and hence by an optimized resource allocation, the coverage can be significantly increased. Furthermore, the usage of simpler base stations decreases the cost of deployment, resulting in efficient and cost-effective system designs. Wireless fronthaul/backhaul solutions further decrease the capital and operational expenditures of operators. The beamforming design problem has a combinatorial nature due to fronthaul/backhaul transmissions. Applying some relaxations and transformations, the beamforming vectors are designed and cooperation schemes of base stations are optimized to minimize total power consumption and maximize the total users served under fronthaul capacity and transmit power constraints. Heuristic search, smooth approximation, bound-based link selection, and convex optimization-based algorithms are proposed to find suitable beamformers under realistic channel conditions. Some novel theoretical performance bounds are also derived to observe the limits of the algorithms and make the optimality analysis. The detailed simulations show the performance benefits of the proposed techniques compared to the existing baseline methods.
Benzer Tezler
- Reconfigurable intelligent surface-based novel transceiver architectures and multiple access
Başlık çevirisi yok
AYMEN KHALEEL
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Multi-antenna communication systems with signal space diversity
İşaret uzayı çeşitlemeli çoklu-anten sistemleri
MUSTAFA ANIL REŞAT
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR ÖZYURT
- From media-based modulation to reconfigurable intelligent surfaces: Novel index modulation solutions
Ortam-tabanlı modülasyon'dan uyarlanabilir akıllı yüzeylere: Özgün indis modülasyon çözümleri
ZEHRA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Visible light communications with advanced physical layer features and integration with existing wireless communication technologies
Başlık çevirisi yok
ÖMER NARMANLIOĞLU
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL
- Yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey destekli masif çok-girişli çok-çıkışlı sistemlerin milimetre dalga bandında performans analizi
Performance analysis of intelligent reconfigurable surface assisted massive multi-input multi-output systems in millimeter wave band
BEYZA ÖNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT KABAOĞLU