Skip to main content
SUPERVISOR
Maryam Masjedi,Mohammad mahdi Naghsh
مریم مسجدی (استاد مشاور) محمد مهدی نقش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Omid Rezaei
امید رضائی حاجی آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
The lifetime of the conventional energy-constrained wireless networks is limited by the operational time of batteries of the wireless communication devices . The network lifetime can be enhanced by employing recent advances in wireless power transfer (WPT) technology in which the wireless devices are powered by continuous (uninterrupted) energy from dedicated wireless power transmitters . One of the important applications of WPT is wireless powered communication networks (WPCN) , where the wireless devices are powered by the wireless energy in the downlink phase in order to transfer information in the uplink phase . In this thesis two new system model is presented for WPCN. The first system model studies a general multi-user wireless powered interference channel (IFC) , where the communication in channel coherence time consists of two phases , namely wireless energy transfer (WET) and wireless information transfer (WIT) . In the first phase , all energy transmitters (ETs) transmit energy signals to information transmitters (ITs) via collaborative waveform design , while in the second phase , each IT transmits an information signal to its intended ET using the harvested energy in the previous phase . The aim is to jointly design the WET-WIT time allocation , the (deterministic) transmit signal at the first phase , and the transmit power of ITs in the second phase to optimize the network throughput . We consider the uncertainty in the channel state information (CSI) and devise a robust design methodology (against imperfect CSI) for both sum and minimum throughput maximizations . In the second system model a new K -link cooperative WPCN is studied. In this model the HAP broadcasts wireless energy to ? K users in the downlink and the users transmit their independent information to the HAP in the uplink. We propose a user cooperation method in the WPCN where the users which are nearer to the HAP and have a better channels for downlink energy harvesting as well as uplink information transmission, use part of their allocated uplink time and downlink harvested energy to help to relay the far user's informations to the HAP, in order to achieve more throughput. In this model, in addition to designing the energy beamforming matrix in downlink, we further consider the transmit covariance matrices in uplink as well as the time allocation parameters as design variables to optimize the maxmin fair problem. The design problems for both models are non-convex and hence difficult to solve globally . To deal with them , we propose efficient iterative algorithms based on alternating projectio then , the majorization-minimization technique is used to tackle the non-convex sub-problems in each iteration.The proposed algorithms are locally convergent providing quality solutions to the design problems . Simulation results show the effectiveness of the proposed algorithms under various setups . cooperative communication, interference channel, wave form design, wireless powered communication networks
طول عمر یک شبکه مخابراتی بیسیم در عمل به‌وسیله مدت زمان باقی‌مانده از باتری تجهیزات آن شبکه محدود می‌شود. در سال‌های اخیر از تکنولوژی ارسال توان بیسیم (WPT ) به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب برای تامین باتری تجهیزات و در نتیجه آن افزایش طول عمر شبکه‌های مخابراتی بیسیم نام برده می‌شود. در این تکنولوژی باتری تجهیزات شبکه به‌وسیله توان ارسالی از فرستنده‌های اختصاصی توان شارژ می‌شوند. یکی از کاربردهای مهم تکنولوژی WPT ، شبکه‌های مخابراتی مبتنی بر ارسال توان بیسیم WPCN) ) هستند که در آن ‌ها تجهیزات شبکه به‌وسیله استفاده از توانی که از فرستنده‌های اختصاصی توان در فاز فروسو دریافت کرده‌اند ، اطلاعات خود را در فاز فراسو برای گیرنده‌های اطلاعات در شبکه ارسال می‌کنند. در این پایان‌نامه ، دو مدل سامانه جدید برای شبکه‌های مخابراتی مبتنی بر ارسال توان بیسیم ارائه شده است. در مدل سامانه اول ، یک کانال تداخل چندکاربره مبتنی بر ارسال توان بیسیم پیشنهاد شده است که در آن دو فاز ارسال توان بیسیم (WET ) و ارسال اطلاعات بیسیم ( WIT ) وجود دارد. در فاز اول (فاز WET ) ، تمام فرستنده‌های انرژی ( ET ) با همکاری یکدیگر سیگنال انرژی ارسالی را طراحی کرده و برای فرستنده‌های اطلاعات (IT) ارسال می‌کنند. سپس در فاز دوم (فاز WIT ) ، هر IT با استفاده از انرژی برداشتی در فاز قبلی ، سیگنال اطلاعات خود را برای ET جفتش ارسال می‌کند. هدف ما در این شبکه طراحی پارامتر زمان‌بندی برای دو فاز مذکور ، شکل موج انرژی ارسالی در فاز اول و توان ارسالی از هر IT در فاز دوم برای بیشینه‌سازی مجموع گذردهی و همچنین بیشینه‌سازی گذردهی کمینه در مدل شبکه پیشنهادی می‌باشد. به‌علاوه ما در این مدل اطلاعات موجود برای حالت کانال در تمام گره‌های شبکه را ناقص فرض کرده و یک روش حل مقاوم برای آن پیشنهاد داده‌ایم. در مدل پیشنهادی دوم ، یک شبکه همکارانه مبتنی بر WPCN شامل یک نقطه دسترسی دوگانه ( HAP ) و K زوج کاربر ارائه شده است. در این مدل ابتدا HAP در فاز فروسو سیگنال انرژی خود را با استفاده از تکنیک جهت‌دهی پرتو برای کاربران ارسال کرده و سپس در فاز فراسو کاربران با همکاری یکدیگر اطلاعات خود را برای HAP ارسال می‌کنند. همکاری بین کاربران به این صورت است که کاربرانی که به HAP نزدیک‌تر بوده و وضعیت کانال بهتری دارند ، علاوه بر ارسال اطلاعات خودشان ، اطلاعات کاربران جفتشان که از HAP دورتر هستند را نیز رله می‌کنند. در این‌جا هدف ما طراحی ماتریس جهت‌دهی پرتو در فاز فروسو ، پارامترهای زمان‌بندی بین فازها و ماتریس‌های کوواریانس اطلاعات ارسالی از تمام کاربران در فاز فراسو برای بیشینه‌سازی گذردهی کمینه شبکه است. هر دو مسئله بهینه‌سازی مطرح شده برای مدل اول به‌علاوه مسئله بهینه‌سازی مربوط به مدل دوم ، همه غیرمحدب بوده و در نتیجه حل آن‌ها مشکل است. به همین دلیل ما از روش بهینه‌سازی تکراری Alternating Projections برای حل مسئله‌ها استفاده کرده‌ایم که در هر تکرار آن نیز برای زیر مسئله‌های غیر محدب از تکنیک (تکراری) MaMi استفاده شده است. شبیه‌سازی‌های مختلف ارائه شده برای هر دو مدل شبکه به خوبی نشان‌دهنده عملکرد مناسب الگوریتم‌های ارایه شده هستند. مخابرات همکارانه، کانال تداخل، طراحی شکل موج، شبکه های مخابراتی مبتنی بر ارسال توان بیسیم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی