Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad javad Omidi,Mohammad mahdi Naghsh
محمدجواد امیدی (استاد راهنما) محمد مهدی نقش (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ali Kanaani
علی کنعانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
انگلیسی: Nowadays with the extension and the advancement of communications, the number of electronic devices has been increased. Moreover, with the development of the Internet of Things (IoT) in the next generation of communication networks, it is expected that a large number of devices will be connected simultaneously. Establishing such a large scale of communications requires mechanisms to improve efficiency in energy consumption leading to the advent of a new branch in communications called green communications. There are two general approaches to realize green communications. First is to use energy efficient methods to achieve the desired quality of service (QoS) by consuming the least possible amount of energy. Second is to harvest energy from different ambient and dedicated sources such as radio frequency (RF) signals. In addition to information transmission, an RF signal can carry energy. Hence, in addition to decoding the information bits, part of the received signal energy can be extracted using appropriate methods. This capability of RF signals has led to the appearance of a new approach in RF-based energy harvesting networks named simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT). In this thesis, a multi-user SWIPT-based relay system consisting one multiple-antenna source and one multiple-antenna relay is studied, where each user is considered battery limited and has capability of harvesting energy from received signal using power splitting method. To characterize the system performance, two optimization problems for both the sum throughput maximization and the minimum throughput maximization are formulated. Our aim is to design the source precoder matrix, the relay amplification matrix and the power splitting ratio at each user. The resulting non-convex optimization problems are divided into three sub-problems which are then solved via alternating optimization (AO) approach. To tackle the non-convexity of the resulting sub-problems, a method based on the minorization-maximization (MaMi) technique is proposed. Finally, the simulation results are presented to evaluate the performance and convergence of the proposed scheme. Moreover, the throughput performance of the proposed system is compared with an equivalent system that uses the time switching architecture in the receiver of each user. کلمات کلیدی انگلیسی: (Simultaneous Wireless Information and Power Transfer (SWIPT Energy Harvesting Cooperative Communications Beamforming
فارسی: امروزه با گسترش و پیشرفت ارتباطات، شمار دستگاه‌های الکترونیکی افزایش یافته است به طوری که گمان می‌رود با توسعه‌ی اینترنت اشیا در شبکه‌های ارتباطی نسل پنجم، تعداد انبوهی از دستگاه‌ها به صورت همزمان با یکدیگر در ارتباط باشند. این حجم از ارتباطات علاوه بر نرخ داده بالا، نیازمند سازوکارهایی جهت تامین و بهبود مصرف انرژی است که باعث ظهور شاخه جدیدی به نام مخابرات سبز شده است. در مخابرات سبز، دو رویکرد کلی در نظر گرفته می‌شود: نخستین رویکرد، به کارگیری روش‌های ارتباطی با بهره‌وری انرژی بالا است، به طوری که برقراری ارتباط و تضمین کیفیت سرویس مورد نیاز یک سیستم، با کمترین میزان مصرف انرژی صورت گیرد. رویکرد دوم، استفاده از روش‌های برداشت انرژی از منابع گوناگون محیطی و اختصاصی مانند سیگنال‌های رادیویی است. یک سیگنال رادیویی علاوه بر قابلیت انتقال اطلاعات می‌تواند حامل انرژی باشد. از این رو، با دریافت سیگنال در گیرنده، علاوه بر کدگشایی اطلاعات ارسال‌شده، می‌توان با اعمال روش‌های مختلف بخشی از انرژی آن را برداشت نمود. این قابلیت باعث پیدایش رویکرد تازه‌ای در شبکه‌های مبتنی بر برداشت انرژی شده که ارسال بی‌سیم و همزمان اطلاعات و توان(SWIPT) نام دارد. در این پژوهش، یک سیستم رله‌ای چندکاربره مبتنی بر SWIPT شامل یک منبع و یک رله‌ی چند آنتنی و تعدادی کاربر تک آنتنی با فرض برداشت انرژی در کاربران در نظر گرفته شده است. در این سیستم، در مرحله نخست، سمبل‌های اختصاص‌یافته به کاربران پس از پیش‌کدگذاری برای رله ارسال می‌شوند. در مرحله دوم، رله سیگنال دریافت‌شده را تقویت و برای کاربران ارسال می‌کند. سیگنال دریافت‌شده در هر کاربر با استفاده از ضریب مناسب به دو سیگنال با توان‌های متفاوت تقسیم و هر یک برای کدگشایی اطلاعات و برداشت انرژی استفاده می‌شود. برای این سیستم، دو مساله با رویکرد بیشینه‌سازی گذردهی مجموع و گذردهی کمینه تعریف و در هر یک، ماتریس پیش‌ کدگذار منبع، ماتریس تقویت‌کنندگی رله و مجموعه ضرایب تقسیم توان در کاربران با در نظر گرفتن قیود توان ارسالی در منبع و رله و قید توان برداشت‌شده در هر کاربر طراحی می‌شوند. با توجه به غیرمحدب بودن مساله در هر دو حالت، با استفاده از روش بهینه‌سازی تکراری Alternating Optimization، هر مساله به زیر مساله‌های جداگانه تقسیم و از تکنیک تکراری MaMi برای حل زیرمساله‌های غیرمحدب استفاده شده است. در پایان، با ارائه نتایج شبیه‌سازی، عملکرد الگوریتم‌های پیشنهادی مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج با حالتی که به جای معماری تقسیم توان، از معماری کلیدزنی زمان در گیرنده کاربران استفاده شده باشد، مقایسه و اثر پارامترهای مختلف بر گذردهی مجموع و کمینه هر دو مدل بررسی شده است. کلمات کلیدی فارسی: ارسال بی‌سیم و همزمان اطلاعات و توان برداشت انرژی مخابرات همکارانه جهت‌دهی پرتو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی