Μελέτη συστήματος OFDMA σε κυψελωτά δίκτυα

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε την κατανομή του πηλίκου σήματος προς θόρυβο και παρεμβολή (Signal-to-Noise-and-Interference ratio/SINR) σε ασύρματα κυψελωτά δίκτυα 4ης γενιάς. Η ανάλυση βασίζεται σε προσομοίωση όπου μελετάμε την επίδραση διαφόρων παραμέτρων του κυψελωτού συστήματος στο λαμβανόμενο SNIR. Στο κεφάλαιο 1 παρουσιάζεται μία μικρή εισαγωγή στη λειτουργία των ασύρματων κυψελωτών δικτύων. Στo Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των κυψελωτών συστημάτων επικοινωνιών, όπως η γεωμετρία της κυψέλης, ο συντελεστής επαναχρησιμοποίησης συχνότητας, και η τομεοποίηση της κυψέλης. Στο Κεφάλιο 3 αναλύεται η εξαγωνική κυψελωτή γεωμετρία. Στα Κεφάλαια 4 και 5 υπολογίζουμε τον λόγο σήματος προς παρεμβολή (signal-to-interference ratio/SIR) σε μία κυψέλη με ομοιοκαντευθυντικές κεραίες για τη ζεύξη σταθμού βάσης προς χρήστη (downlink) και τη ζεύξη χρήστη προς σταθμό βάσης (uplink). Στο Κεφάλαιο 6 υπολογίζουμε το SIR με χρήση τομεοποίησης 120 και 60 μοιρών για το uplink και το downlink. Στο Κεφάλαιο 7 υπολογίζουμε το SIR με χρήση αναμεταδοτών και στο Κεφάλαιο 8 με διαίρεση κυψέλης. Στο Κεφάλαιο 9 παρουσιάζεται το fractional frequency reuse (FFR) για περιορισμό της δια-καναλική παρεμβολής σε ετερογενή ασύρματα δίκτυα. Στο Κεφάλαιο 10 παρουσιάζουμε τη σχεδίαση ενός κυψελωτού συστήματος με βάση το SIR. Στο Κεφάλαιο 11 παρουσιάζεται ο αλγόριθμος για τον υπολογισμό του SIR σε ένα κυψελοειδές σύστημα χρησιμοποιώντας προσομοίωση Monte Carlo. Στη συνέχεια, περιγράφεται η μεθοδολογία προσομοίωσης και ο κώδικας Matlab. Διάφορες περιπτώσεις των παραμέτρων του συστήματος, όπως τομεοποίηση και παράγοντας επαναχρησιμοποίησης συχνότητας εξετάζονται για να βρεθεί η επίδρασή τους στη πιθανότητα ο λόγος σήματος προς παρεμβολή να υπερβαίνει ένα κατώφλι. Τέλος, στο Παράρτημα δίνεται ο κώδικας matlab που χρησιμοποιήθηκε για την υλοποίηση της προσομοίωσης και την παραγωγή των αποτελεσμάτων.