Energiakogumine ühiskommunikatsioonis

Date

2016

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Ühiskommunikatsioon on võimalik meetod lahendamaks informatsiooni levimist juhtmeta võrgus mitmikteekonna korral. See võimaldab laiendada võrgu katvust ning pakkuda võimendust kasutades olemasolevat taristut. Praktikas tehakse seda kasutades sõlmpunkte vahereleedena. Nii mitmese ligipääsuga releede süsteem kui paralleelsete releede süsteem on võimalikud kandidaadid tulevastes juhtmeta ühisvõrkudes nende ülekandekiiruse efektiivsuse ning parema energiatarbe tõttu.\n\r\n\rVõimenda-ja-edasta (AF) ning dekodeeri-ja-edasta (DF) on peamised ühisreleede protokollid, mida kasutatakse üle releekanalite. Me uurime käesolevas magistritöös paralleelseid releesid AF ühiskommunikatsiooni võrkudes kasutades QPSK signaliseerimist üle Rayleigh’ kiirelt hajuva kanali koos valge aditiivse Gaussi müraga. Sihtkohas vastuvõetud signaali detekteerimiseks kasutades võrgus olevaid tegevuseta kasutatakse maksimaalse suhte ühendamise (MRC) meetodit. Mõõtes sihtkohast vastu võetud ühendsignaali sümbolite veasuhet (SER) arvutusliku simulatsiooni abil, uurime me suhet releede arvu ning kommunikatsiooni kvaliteedi vahel.\n\r\n\rSüsteemi energeetiline efektiivsus määrab selle operatsioonilise jätkusuutlikkuse. Energiakogumise (EH) meetod on hädavajalik tehnoloogia juhtmeta süsteemides, kus on piiratud ligipääs usaldusväärsele elektritoitele ja laadimisvõimalustele. Käesolevas magistritöös uurime me mitmese ligipääsuga releede süsteeme kasutades EHtehnoloogiat. Me eeldame, et lähte- ja releesõlmedel pole ühendatud energiaallikat, kuid on taaslaetav energiatalletus. Seega, iga sõlme käivitatakse ligipääsupunkti (AP) edastatud raadiosignaalidelt kogutud energiast ning iga sõlm toimib salvesta-siis- koostööta (STC) režiimis. Me simuleerime arvutuslikult ühendusetaseme jõudlust kasutades füüsilise ühenduse võrgukodeerimist EHja DF protokolli olemasolul. Käesolev magistritöö esitab erinevaid energiakogumise meetodeid (EH ja STC) ning nende katkemistõenäosusi. Esitatud skeemid saavutavad SER jõudluse, mis läheneb püsiva toiteallikaga jõudlusele ning laiendab oluliselt süsteemi energiapüsivust, samas säilitades pidevat läbilaskejõudlust.
Cooperative communications is a promising technique used to combat the multipath propagation in wireless networks. It can also extend the network coverage and provide the diversity gain by using the existing infrastructure. In practice, this is often achieved by using idle nodes in the network as relays. The multiple access relay system and parallel relay system are appealing candidates for emerging wireless cooperative networks due to bandwidth efficiency and improved power consumption.\n\r\n\rThe amplify and forward (AF) and decode and forwards (DF) protocols are basic cooperative relay protocols used over the relay channels. In this thesis, we study parallel relays in AF cooperative communication networks using QPSK signalling over the Rayleigh fast fading with additive Gaussian noise channels. The maximum ratio combining (MRC) method is employed to detect the received signals at the destination. By simulating the symbol error rate (SER) of the combined received signal at the destination, we study a trade-off between the number of relays and the quality of the communications. \n\r\n\rThe energy efficiency of a system determines its operational sustainability. Energy harvesting (EH) is a crucial technology for a variety of wireless systems that have limited access to a reliable electricity supply or recharging sources. In this thesis, the design of a multiple access relay system (MARS) using EH is considered. We assume that the sources and the relay have no embedded power supply but rechargeable energy storage devices. Thus, each node is powered by harvesting the energy from the RF signals broadcasted by an access point (AP), and it operates in store-then-cooperate (STC) mode. We simulate the link level performance by using the physical layer network coding in the presence of EH with DF protocol. The thesis presents energy harvesting schemes (EH and STC) and outage probability analysis. The schemes presented in this thesis achieve SER performance approaching that of a fixed power supply and contribute significantly to sustaining the energy in the system while maintaining a constant throughput.

Description

Keywords

Citation