بهینه‌سازی توأم توان- مکان رله در شبکه‌های رله هوایی همکارانه برای G+5
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترحمید امیری آرا 1 , محمدرضا ذهابی 2 , وحید مقدادی 3
1 - دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
2 - دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 - دانشگاه لیموژز فرانسه
کلید واژه: شبکه‌های رله هوایی همکارانهرله هواییاحتمال خطای سمبل متوسطمخابرات نسل G+5,
چکیده مقاله :
شبکه‌های سلولی در نسل آینده G+5، نوید نرخ‌های بالای داده، خدمات آماده به کار در همه جا و انعطاف‌پذیری را می‌دهند. استفاده از ساختار شبکه‌های رله هوایی همکارانه (CARN) امکان گسترش پوشش شبکه، افزایش ظرفیت و ارتباط مطمئن‌تر را فراهم می‌نماید. این مقاله قصد دارد تا در یک شبکه CARN، اختصاص توان و محل قرارگیری رله هوایی (AR) تقویت و ارسال (AF) را با هدف به حداقل رساندن احتمال خطا بهینه نماید. برای دست‌یافتن به این اهداف، ابتدا احتمال خطای سمبل متوسط برای این سیستم در کانال ناکاگامی- m به ازای مدولاسیون‌های مختلف محاسبه می‌گردد. سپس سه سناریو در نظر گرفته می‌شود. ابتدا محل رله با هر نسبت تخصیص توان داده شده به منبع و رله، بهینه‌سازی می‌شود. دوم مسئله بهینه‌سازی تخصیص توان برای مکان‌های رله مختلف حل می‌شود. در نهایت، مسئله بهینه‌سازی توأم مکان بهینه رله و اختصاص توان بهینه که منجر به کارایی هرچه بیشتر سیستم می‌گردد، به صورت ریاضی بیان و الگوریتمی برای حل این مسئله پیشنهاد می‌شود. همچنین اثرات ارتفاع رله هوایی، فاکتور تضعیف و پارامتر محوشدگی کانال بر اختصاص توان و مکان رله هوایی بهینه در این مقاله بررسی شده است. در انتها شبیه‌سازی و نتایج عددی برای تأیید روابط تئوری ارائه گردیده که شبیه‌سازی‌ها بهره بیش از dB 1 را برای سیستم بهینه‌شده در مقایسه با سیستم غیر بهینه نشان می‌دهند.
Future cellular networks 5G+ promise high data rates, ubiquitous services everywhere and flexibility. Cooperative airborne relay networks (CARNs) is a promising system architecture that enables network coverage extension and reliability enhancement. This article determined the optimum relay location and allocate optimal power to minimize the average symbol error rate (ASER) of an aerial platform CRS with amplify-and-forward relaying protocol (AF-CRS) in the Nakagami-m fading channel. To achieve this goal, the ASER for the AF-CRS in the Nakagami-m channel for different modulations is calculated firstly. Then, we consider three scenarios. First, the optimal location of the AF relay with a given power allocation for the source and relay is determined. Second, the problem of optimizing power allocation for different relay locations is solved. Eventually, an algorithm for joint optimizing the power-location that leads to more efficient system operation is proposed. Also, we investigate the effect of the path-loss exponent, channel fading parameter, and relay altitude on the optimal relay location in the CARS. Finally, Simulations and numerical results are presented, that confirm the theoretical achievements and simulations show a more than 1 dB gain for the optimized system versus the non-optimized system.