Skip to main content
SUPERVISOR
Forooghosadat Tabataba,Mehdi Naderisoorki
فروغ السادات طباطباء (استاد راهنما) مهدی نادری سورکی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Foad Barghikar
فواد برقی کار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
In this thesis, a novel framework for optimizing the resource allocation in a millimeter-wave-non-orthogonal multiple access (mmWave-NOMA) communication for crowded venues is proposed. Unfortunately, mmWave communications suffer from severe blockage caused by obstacles such as the human body, especially in a dense region. In this regard, a detailed method for modeling blockage events in the in-venue scenarios is introduced. Due to the line-of-sight link blockage in the highly populated regions, multiple mmWave access points are considered in different locations. The resource allocation problem in this network is expressed in the form of an optimization problem to maximize the network sum rate; however, this problem is proven to be NP-hard. In this regard, a three-stage low-complex solution is proposed to solve the problem. In the first stage, a user scheduling algorithm, i.e., modified worst connection swapping (MWCS), is proposed. Then, in the second stage, the antenna allocation problem is solved using a meta-heuristic algorithm called simulated annealing. In the third stage, to maximize the network sum rate and guarantee the quality of service constraints, a non-convex power allocation optimization problem is solved by adopting the difference of convex programming approach. The simulation results show that, under the blockage effect, the proposed mmWave-NOMA scheme performs on average23%etter than the conventional mmWave-orthogonal multiple access (OMA) scheme. In addition, the proposed solution’s performance is close to the optimal value while reducing complexity by about96%. Moreover, the number of required mmWave access points needs to be chosen based on a tradeoff between the blockage probability and co-channel interference. Millimeter-wave communications, non-orthogonal multiple access, resource allocation, human blockage, massive multiple-input multiple-output
با توجه به افزایش روزافزون ظرفیت مورد نیاز و همچنین لزوم ارائه کاربرد های گوناگون با کیفیت خدمات متنوع، به علاوه ی نیاز به پشتیبانی از اتصالات انبوه در شبکه های ارتباطی بی سیم نسل آینده، روش ها و سیستم های فعلی نمی توانند پاسخگوی این ملزومات باشند. در همین راستا، دسترسی چندگانه غیرمتعامد به دلیل فراهم کردن بازده طیفی بالا و باند فرکانسی موج میلی متری به دلیل در اختیار گذاشتن پهنای باند وسیع، به عنوان دو راه حل امید بخش در جهت رفع ملزومات شبکه های بی سیم نسل آینده، مورد توجه قرار گرفته اند. بر همین اساس، در این پژوهش یک سیستم دسترسی چندگانه غیرمتعامد در شبکه موج میلی متری برای پوشش دهی نواحی دارای تعداد زیاد کاربر تقریبا ثابت مانند سالن های کنفرانس، سالن های سخنرانی و سالن های تئاتر پیشنهاد می شود، و سپس مسئله تخصیص منابع در این سیستم مورد بررسی قرار می گیرد. متاسفانه، ارتباطات موج میلی متری در معرض انسداد شدید ناشی از موانعی مانند بدن انسان قرار دارند. در نتیجه با توجه به لزوم مدل سازی رخداد انسداد در نواحی با تراکم انسانی زیاد، در این پژوهش مدلی کارآمد برای اینگونه نواحی ارائه شده است. همچنین به منظور کاهش احتمال انسداد پیوند دید مستقیم، چندین نقطه دسترسی در مکان های مختلف در نظر گرفته می شوند. مسئله تخصیص منابع برای این سیستم می تواند در قالب یک مسئله بهینه سازی با هدف حداکثر سازی نرخ مجموع بیان شود که ثابت می شود به لحاظ پیچیدگی جزء دسته-hardاست. به منظور حل این مسئله، یک راه حل زیر بهینه سه مرحله ای پیشنهاد شده است. در مرحله اول با فرض تخصیص یکنواخت توان و آنتن، از یک الگوریتم زمان بندی کاربر با هدف حداکثر سازی نرخ مجموع استفاده می شود. سپس در مرحله دوم برای تخصیص آنتن میان کاربران از الگوریتم فرا ابتکاری شبیه سازی بازپخت استفاده می شود. در مرحله سوم به منظور حداکثر سازی نرخ مجموع، همراه با حفظ قیود کیفیت خدمات، مسئله غیر محدب تخصیص توان به کمک روش بهینه سازی ”تفاضل محدب” حل می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که حتی با وجود انسداد ناشی از بدن کاربران متراکم، سیستم دسترسی چندگانه غیرمتعامد موج میلی متری پیشنهاد شده%23 بهتر از سیستم دسترسی چندگانه متعامد موج میلی متری عمل می کند. همچنین، عملکرد روش حل پیشنهادی نزدیک به بهینه است در حالی که پیچیدگی محاسباتی را تا حدود%96 کاهش می دهد. علاوه براین براساس نتایج شبیه سازی درمی یابیم که تعداد نقاط دسترسی باید به گونه ای انتخاب شوند که میان احتمال انسداد و تداخل کانال مشترک مصالحه برقرار شود. ارتباطات موج میلی متری، دسترسی چندگانه غیرمتعامد، تخصیص منابع، انسداد انسانی، چند آنتنی انبوه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی