Loading...

Power Optimization in Wireless Two-Way Relay Channel

Rahimzamani, Arman | 2013

583 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 45321 (05)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Electrical Engineering
  6. Advisor(s): Golestani, Jamaloddin; Omidi, Mohammadjavad
  7. Abstract:
  8. Technological developments in today’s world followed by the rapid rowth of energy consumption has given rise to global concerns about the environment. Hence, energy-efficiency is widely addressed in various areas of academic and industrial research. In communication technology too, energy-demanding systems such as wireless cellular networks have undergone immense and rapid developments, resulting in major concerns about their energy consumption.To address these concerns, the 4G generation of cellular standards provides an option for relay transmission in order to reduce the energy required for achieving a given communication rate in a certain area of coverage. In this thesis, we address the optimization of the consumed power in a wireless two-way relay channel (TWRC), with given required data rates for each direction of communication.We consider both the Amplify-and-Forward (AF) and the Decode-and-Forward (DF) relays, but mainly focus on the latter Scenario.As the first step, using an information theoretic approach, we provide a definition for the feasible power region of the two-way relay channel for given rates of communication, and try to characterize this region. We obtain the feasible power region for a two-way DF relay channel and show how the total average consumed power can be minimized using this region.Next, we consider some specific and more practical two-way relaying schemes and minimize the total consumed power for them. In these schemes, the data transmission procedure is divided into some separate phases, each of which takes place in an exclusive time interval.Many of the previous research works in this area have considered constant-length time intervals of equal duration for different phases, thereby reducing the problem at hand to a power allocation problem. In this work, however, we propose schemes based on communication phases with adaptively variable time intervals. Accordingly, optimizing power consumption boils down to a joint power allocation and time sharing problem. We show how our appraoch improves power consumption in the channel.Finally, we extend the discussed multi-phase approach to the optimization of consumed power in a multi-relay TWRC system
  9. Keywords:
  10. Power Optimization ; Wireless Networks ; Two-Way Relay Channel (TWRC) ; Data Transmission Rate Constraint

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست تصاویر
  • مقدمه
    • چرا مخابرات سبز؟
    • رله
    • موضوع تحقیق در این پایان‌نامه
  • ناحیه مجاز توان در کانال رله دو طرفه DF گوسی
    • توان مجاز کمینه و ناحیه مجاز توان برای کانال نقطه به نقطه
    • ناحیه مجاز توان برای کانال چندکاربره
    • کانال‌های متوالی
    • کانال‌های متوالی غیرهمزمان
      • کانال CHDC نقطه به نقطه متشکل از دو کانال ساده
      • کانال دسترسی‌چندگانه-پخشی غیرهمزمان
    • ناحیه ظرفیت و ناحیه مجاز توان کانال رله دو طرفه گوسی با رله DF
    • کمینه‌سازی توان کل با استفاده از ناحیه مجاز توان
    • جمع بندی
  • ارسال در کانال رله دو طرفه با استفاده از تقسیم بندی زمانی
    • مدل سازی سیستم
    • بررسی سناریوهای ارسال در چند مرحله با طول مدت زمان‌های مساوی و ثابت
      • بررسی سناریوهای ساده ارسال در 4 مرحله
        • بررسی مسأله در حالتی که سیستم از رله DF بهره ببرد
        • بررسی مسأله در حالتی که سیستم از رله AF بهره ببرد
      • استفاده از کدگذاری آنالوگ شبکه و کاهش مراحل ارسال
        • بررسی مسأله در حالت رله DF
        • بررسی مسأله در حالت رله AF
      • بررسی ارسال دو طرفه در 2 مرحله با استفاده از رله AF
      • مقایسه بین روش‌های بیان شده در قسمت‌های قبل
    • تخصیص بازه‌های زمانی با طول متفاوت به هر مرحله
      • تخصیص توان و تقسیم زمان به طور تؤام در حالت چهارمرحله‌ای DF
        • طرح مسأله
        • بحث بر روی تحدب مسأله بهینه سازی
        • نکاتی در مورد راه حل و جواب مسأله فوق
      • تخصیص توان و تقسیم زمان به طور توأم در حالت سه مرحله‌ای DF
      • مقایسه بین روش های زمان بندی با طول مساوی و متغیر
    • جمع بندی
  • بررسی کانال های دو طرفه مشتمل بر بیش از یک رله
    • مدل سازی سیستم
    • ارسال در چهار مرحله و سه مرحله
    • استفاده از مفهوم کانال دسترسی چندگانه برای یافتن بهترین راهبرد ارسال از رله‌ها تا مقصد
    • حالت خاص: استفاده از گیرنده MRC
    • بحث بر روی چگونگی انتخاب رله بهینه
      • حالت خاص: بازه‌های زمانی با طول مساوی
    • جمع بندی
  • جمع‌بندی و پیشنهادهایی برای کارهای آینده
    • مروری بر گفته‌ها
    • پیشنهادهایی برای کارهای آتی
      • بررسی سیستم با استفاده از کدگذاری دیجیتال شبکه
      • تعمیم کارهای انجام شده به حالات کلی‌تر چند کاربره و ...
      • تغییر هدف‌گذاری تحقیقات
  • مراجع
...see more