Μελέτη και ανάπτυξη αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού σε συστήματα ασύρματων επικοινωνιών πολλαπλών εισόδων - πολλαπλών εξόδων (MIMO)

Abstract

Τα συστήματα ασύρματων επικοινωνιών ΜΙΜΟ αποτελούν μια πολύ ενεργή ερευνητική περιοχή τα τελευταία χρόνια, λόγω των εξαιρετικών βελτιώσεων στην επίδοση και την χωρητικότητα που υπόσχονται χωρίς επιπλέον απαιτήσεις σε φάσμα(bandwidth) ή ισχύ. Η τεχνολογία αυτή αναμένεται να ενσωματωθεί στα συστήματα ασύρματων επικοινωνιών τέταρτης γενιάς (4G), ανοίγοντας το δρόμο για πάρα πολλές εφαρμογές και υπηρεσίες των ασύρματων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Τα ασύρματα συστήματα επικοινωνιών πολλαπλών εισόδων –πολλαπλών εξόδων (ΜΙΜΟ) είναι συστήματα που εκμεταλλεύονται την χρήση πολλαπλών κεραιών σε πομπό και δέκτη µε στόχο τη δραματική αύξηση της χωρητικότητας. Είναι εντυπωσιακά υψηλή η χωρητικότητα που μπορεί να επιτευχθεί με την χρήση πολλαπλών κεραιών. Η χρήση πολλαπλών κεραιών σε πομπό και δέκτη απαιτεί μελέτη αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού οι οποίοι θα ανταποκρίνονται όσο το δυνατόν καλύτερα στις συνθήκες αυτές με σκοπό την μέγιστη εκμετάλλευση των συστημάτων αυτών και την υλοποίηση τους σε πολυχρηστικά περιβάλλοντα. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει το ενδιαφέρον στην τεχνική αυτή. Αρχικά αναφέρονται κάποια βασικά στοιχεία της ερευνητικής περιοχής των συστημάτων ΜΙΜΟ και αναλύονται διάφορες τεχνικές μετάδοσης και λήψης, που έχουν προταθεί. Κατόπιν παρουσιάζονται και περιγράφονται κατάλληλοι αλγόριθμοι χρονοπρογραμματισμού (scheduling algorithms). Για κάθε αλγόριθμο, παρατίθενται αποτελέσματα προσομοίωσης (simulation results) σε περιβάλλον MATLAB και σχετική σύγκριση των αποδόσεων τους.