Skip to main content
SUPERVISOR
Ali-Mohamad Doost-Hoseini,Maryam Masjedi
علی محمد دوست حسینی (استاد راهنما) مریم مسجدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Nima Mazaheri
نیما مظاهری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
The present unprecedented increase in the number of users of wireless systems has urged the development of tructures with higher capacity, reliability and quality of service. To this end, various techniques have been proposed, including the celeberated “Multiple Input, Multiple Output” (MIMO) structure. In Massive MIMO the number of antennas increases and as a result, the dependence of the system performance on factors such as uncorrelated noise and small scale fading diminish, and more degrees of freedom for better control are provided. In the recent years, base stations cooperation has been introduced as a promising solution to improve spectral and energy efficiency in MIMO structures. There are various senarios for base stations cooperation. One of the most challenging arrangements is coordinated beamforming. In this arrangement, only channel state information (CSI) is shared among base stations and there is no need for their symbol synchronization. Also, the data stream for each user is required to be processed at the user’s base station. Since in practical situations, the channel is estimated and consequently, the perfect CSI is not available at base stations, in this thesis the problem of coordinated beam forming with imperfect CSI is addressed. We formulate the problem as a convex optimization problem with the aim of minimizing total downlink transmit power subject to signal to noise plus interference (SINR) constraint for each user, and use the linear minimum mean square error (LMMSE) estimator for channel estimation. Then, an algorithm is proposed for solving the problem for MIMO structure with limited number of antennas using Lagrange duality and proceed to develop an efficient algorithm for solving the problem in massive MIMO structures by obtaining asymptotic equivalents using random matrix theory. The simulations results confirm the effectiveness of the proposed algorithm. Keywords : Massive MIMO, Base Stations Cooperation, Coordinated Beamforming, Linear Minimum Mean Square Error, Lagrange Duality, Random Matrix
امروزه افزایش بی‌سابقه‌ی تعداد کاربران در سیستم‌های بی‌سیم موجب گردیده است تا نیاز به داشتن ساختارهایی با ظرفیت بیشتر، قابلیت اطمینان بالاتر و کیفیت خدمات بهتر، بیش‌ازپیش احساس شود. جهت برآورده کردن این نیازها، رویکردهای مختلفی پیشنهاد شده که یکی از آن‌ها استفاده از ساختارهای چندآنتنی است. نوع خاصی از ساختارهای چندآنتنی، ساختارهای چندآنتنی انبوه است که در آن، با افزایش تعداد آنتن‌ها در ایستگاه پایه، اثر عواملی همچون نویز ناهمبسته و محوشدگی مقیاس کوچک از بین رفته و درجات آزادی بیشتری برای کنترل بهتر در اختیار قرار خواهد گرفت. در سال‌های اخیر، همکاری میان ایستگاه‌های پایه به‌عنوان راه‌حلی جهت بهبود بهره‌وری طیفی و بهره‌وری انرژی در ساختارهای چندآنتنی معرفی گردیده است. چیدمان‌های مختلفی برای همکاری میان ایستگاه‌های پایه وجود دارد که یکی از چالش‌برانگیزترین آن‌ها، چیدمان شکل‌دهی پرتوی هماهنگ شده است. در این چیدمان با اشتراک‌گذاری صرفاً اطلاعات حالت کانال میان ایستگاه‌های پایه، نیازی به هم‌زمان‌سازی سمبل میان ایستگاه‌های پایه نیست و جریان داده‌ی مربوط به هر کاربر فقط نیازمند پردازش در ایستگاه پایه‌ی همان کاربر است. ازآنجاکه در شرایط واقعی کانال تخمین زده می شود و اطلاعات کامل از حالت کانال در دست نیست، در این پژوهش، به مسئله‌ی شکل‌دهی پرتوی هماهنگ شده با فرض داشتن اطلاعات ناقص از حالت کانال پرداخته ایم. مسئله را به‌صورت یک مسئله بهینه سازی محدب با هدف کمینه‌سازی توان مجموع ارسالی فروسو تحت قیود نسبت سیگنال به‌ نویز به‌علاوه‌ی تداخل هر کاربر فرمول بندی کرده و از تخمین‌گر حداقل میانگین مربعات خطای خطی برای تخمین استفاده نموده ایم. ابتدا با استفاده از دوگانی لاگرانژ الگوریتمی برای حل این مسئله در ساختار چندآنتنی با تعداد آنتن محدود، ارائه داده و سپس با به‌دست آوردن معادل‌های مجانبی برای راه‌حل ارائه‌شده به کمک تئوری ماتریس‌های تصادفی، الگوریتمی کارآمد برای حل این مسئله در ساختار چندآنتنی انبوه پیشنهاد داده ایم. نتایج شبیه‌سازی‌ها بر کارآیی الگوریتم‌های پیشنهادی دلالت دارد. کلمات کلیدی : ساختار چندآنتنی انبوه، همکاری ایستگاه‌های پایه، شکل‌دهی پرتوی هماهنگ‌شده، تخمین‌گر حداقل میانگین مربعات خطای خطی، دوگانی لاگرانژ، ماتریس‌های تصادفی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی