Using terrestrial relays in satellite communications systems

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία χωρίζεται σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος περιγράφει και αναλύει όλα τα απαραίτητα -θεωρητικά- θέματα, ενώ το δεύτερο μέρος παρουσιάζει ένα συγ¬κεκριμένο μοντέλο συστήματος, τη προσομοίωσή του και τα επιθυμητά αποτελέσματα. Το θεωρητικό μέρος ξεκινάει με μια εισαγωγή στις ασύρματες, συνεργατικές και δορυφορικές επικοινωνίες χτίζοντας έτσι βήμα-βήμα τη γνώση που απαιτείται για το πιο σημαντικό μέρος το οποίο είναι η προσομοίωση. Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να α¬ναλυθεί η χρήση των επίγειων αναμεταδοτών σε ΜΙΜΟ (πολλαπλές κεραίες στην είσοδο και έξοδο) πολυκυψελωτό δορυφορικό σύστημα, εφαρμόζοντας τεχνικές όπως amplify and for¬ward (AF) η οποία ενισχύει το σήμα και το προωθεί. Το συγκεκριμένο μοντέλο συστήματος αποτελείται από τον κόμβο πηγής με πολλαπλές κεραίες, τους πολλαπλούς κόμβους αναμετα¬δοτών με επίσης πολλαπλές κεραίες για κάθε κόμβο αναμεταδότη και τον κόμβο προορισμού που και εδώ εφαρμόζονται πολλαπλές κεραίες. Εστιάζει κυρίως στις τυπικές γραμμικές τεχνικές ανίχνευσης συμπεριλαμβανομένης της τεχνικής μηδενισμού (ZF) και της τεχνικής του ελάχιστου μέσου τετραγωνικού σφάλματος (MMSE). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η απόδοση των γραμμικών μεθόδων ανίχνευσης είναι χειρότερη από εκείνη των άλλων μη γραμ¬μικών τεχνικών δέκτη, αλλά κάποιες φορές είναι προτιμότερες εξαιτίας της πολυπλοκότητας της εφαρμογής του υλικού. Ωστόσο τα αποτελέσματα μπορούν να βελτιωθούν χωρίς ση¬μαντική αύξηση της πολυπλοκότητας, χρησιμοποιώντας μια μέθοδο ακύρωσης διαδοχικών παρεμβολών (OSIC). Από τις προσομοιώσεις παρατηρείται πως συμπεριφέρεται το BER αρχικά με τις τέσσερις γραμμικές τεχνικές ανίχνευσης ZF, MMSE, SIC-ZF, SIC MMSE για τις περιπτώσεις "με τη χρήση του πίνακα κέρδους κυψέλης" και "χωρίς τη χρήση του πίνακα κέρδους κυψέλης”, δεύτερον με την αύξηση του παράγοντα ενισχύσεως και τέλος με διαφορετικά είδη διαμόρφωσης. Επίσης, καταλήγει στο συμπέρασμα ποια είναι η καλύτερη θέση των χρηστών σε κάθε κυψέλη για να μεγιστοποιείται το κέρδος. Τέλος, η υπολογισμένη μέση χωρητικότητα παρουσιάζεται αυξάνοντας κάθε φορά τον αριθμό των κεραιών και των αναμεταδοτών.