Μελέτη και προσομοίωση δικτύου WiMax

Abstract

Η διπλωματική αυτή εργασία αποσκοπεί στη μελέτη των χαρακτηριστικών εκείνων που διαφοροποιούν το WiMax δίκτυο από άλλα ασύρματα δίκτυα. Το WiMax αποτελεί την εξέλιξη των ασύρματων τοπικών δικτύων στα ασύρματα μητροπολιτικά δίκτυα κινητών επικοινωνιών τέταρτης γενιάς. Γίνεται παρουσίαση και εκτενής ανάλυση των τεχνολογιών του WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) με αναφορά στο σχεδιασμό, τα χαρακτηριστικά, τα προβλήματα και προτεινόμενες λύσεις, και γενικότερα των λειτουργιών του 802.16 πρωτοκόλλου. Επίσης γίνεται εκτενής αναφορά στις γενικές αρχές για τη διάδοση στο ασύρματο περιβάλλον των κινητών επικοινωνιών με έμφαση στις απώλειες διάδοσης, στο φαινόμενο της διασποράς Doppler, όπως επίσης και στα κανάλια με διάχυση στα πεδία του χρόνου και της συχνότητας. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στη τεχνική διαμόρφωσης OFDM, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου λειτουργίας της τεχνικής αυτής, τη περιγραφή ορισμένων προβλημάτων που παρουσιάζονται κατά τη λειτουργία της, αλλά και του τρόπου επίλυσης των προβλημάτων αυτών. Επίσης, δίνεται ένα παράδειγμα τεχνικής OFDM σε περίπτωση ευρυζωνικής επικοινωνίας. Τέλος, γίνεται μία εκτενής μελέτη προσομοίωσης ενός συστήματος OFDM. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν για μοντέλα διάδοσης, όπως κανάλι προσθετικού λευκού γκαουσσιανού θορύβου (additive white Gaussian noise channel – AWGN channel), κανάλι συχνοτικά επίπεδων διαλείψεων (flat fading channel) και κανάλι συχνοτικά επιλεκτικών διαλείψεων (frequency selective fading channel). Ο πομπός σχεδιάζεται έτσι ώστε να υλοποιεί διαφορετικούς συνδυασμούς κωδικοποίησης καναλιού και ψηφιακής διαμόρφωσης, ενώ ο δέκτης υλοποιεί αποδιαμόρφωση με τεχνικές zero-forcing και minimum mean square-error ανιχνευτών. Τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατανόηση της επίδοσης συστήματος OFDM με διαφορετικές παραμέτρους μετάδοσης σε ασύρματα κανάλια διάδοσης.