Πλάνο Διαχείρισης Μη-Ορθογώνιων Πόρων σε Ετερογενή Κατανεμημένα massive MIMO Συστήματα (1 Άτομο)
Διπλωματική Εργασία
| Επιβλέπων | Δήμητρα-Θεοδώρα Κακλαμάνη |
|---|---|
| Συσχετιζόμενο μάθημα | Μικροκύματα |
Περιγραφή
Οι τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης επιτρέπουν σε πολλούς χρήστες να χρησιμοποιούν τους ίδιους πόρους για τη λήψη πληθώρας υπηρεσιών. Οι προγενέστερες τεχνολογικές γενιές κυψελωτών δικτύων (1G-4G) χαρακτηρίζονται από την ορθογωνιότητα μεταξύ των σημάτων, κατανέμοντας τους διαθέσιμους πόρους (frequency, time, code, space) σε διαφορετικούς χρήστες. Η νέα τεχνολογική γενιά των ασύρματων δικτύων 5ης γενιάς (5G) αναμένεται να υποστηρίζει έναν ακόμη μεγαλύτερο αριθμό συνδέσεων διαφορετικών απαιτήσεων (ρυθμός μετάδοσης, καθυστέρηση) και γενικά να παρέχει υπηρεσίες σε δίκτυα εκατονταπλάσιας σχεδόν πυκνότητας σε σχέση με την 4G. Για να ικανοποιηθούν αυτού του είδους οι απαιτήσεις, τα 5G κυψελωτά δίκτυα υιοθετούν νέες τεχνολογίες, οι οποίες έχουν αναπτυχθεί την τελευταία δεκαετία. Ανάμεσα σε αυτές τις τεχνολογίες συγκαταλέγεται και η μη-ορθογώνια πολλαπλή πρόσβαση (Non Orthogonal Multiple Access - ΝΟΜΑ).
Τα ετερογενή δίκτυα (Heterogenous Networks - HetNets) και οι massive (Μassive Multiple Input Multiple Output – MIMO) κεραίες είναι οι άλλες δύο τεχνολογίες που δομούν τα αναδυόμενα 5G δίκτυα. Οι στοιχειοκεραίες μεγάλης κλίμακας αποτελούνται από δεκάδες/εκατοντάδες/χιλιάδες κεραιοστοιχεία στο σταθμό βάσης, αυξάνουν επιπλέον το πλήθος των εξυπηρετούμενων χρηστών, ενώ παράλληλα εξομαλύνουν τις ομοδιαυλικές παρεμβολές. Από την άλλη, τα ετερογενή δίκτυα ενσωματώνουν στη δομή τους μεγάλης πυκνότητας μικρές κυψέλες, με σκοπό τη δημιουργία κοντινότερων ζεύξεων «σταθμός βάσης - χρήστης», καθώς και την αποφόρτιση των μεγαλύτερων κυψελών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της καταναλισκώμενης ισχύος, την αύξηση της χωρητικότητας και τη βελτίωση της χωρικής επαναχρησιμοποίησης της συχνότητας.
Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, αρχικά θα υπάρξει σχεδιασμός ενός υβριδικού ετερογενούς δικτύου πολλαπλών κυψελών (macro, pico) στοχαστικής γεωμετρίας. Δεδομένου ότι υπάρχει η δυνατότητα επικάλυψης της υψήλης ισχύος macro κυψέλης με χαμηλής ισχύος pico κυψέλες, (α) οι σταθμοί βάσης των macro κυψελών θα είναι εξοπλισμένοι με massive κεραιοστοιχεία, ενώ οι σταθμοί βάσης των pico κυψελών και οι συσκευές των τελικών χρηστών θα είναι εξοπλισμένοι με μία απλή κεραία, (β) η σύνδεση των πολλαπλών χρηστών με τους pico σταθμούς βάσης θα πραγματοποιείται με μετάδοση ΝΟΜΑ, ενώ με τους macro σταθμούς βάσης στο ίδιο resource block (π.χ., time/frequency/code). Επίσης, στις κυψέλες υψηλής ισχύος θα υιοθετηθούν τεχνικές μετάδοσης και προεπεξεργασίας σήματος, ενώ στις κυψέλες χαμηλής ισχύος θα ενσωματωθούν και τεχνικές δίκαιης κατανομής πόρων. Η επίδοση των τεχνικών αυτών θα μελετηθεί πολύπλευρα και θα αξιολογηθεί κατόπιν αμοιβαίας σύγκρισης. Η εργασία θα ολοκληρωθεί με την συνολική αποτίμηση των αποτελεσμάτων προσομοίωσης.
Απαραίτητες βασικές γνώσεις Ασυρμάτων Ζεύξεων και Διάδοσης, Matlab.