تخصیص بهینه توان در شبکه های مشارکتی چند ورودی-چند خروجی

Abstract

شبکه‌های مشارکتی به دلیل قابلیتی که در بهبود بهره‌وری سیستم و همچنین به خاطر قابلیت انتقالی که دارند، معروف هستند. در این مقاله، تخصیص بهینه توان در یک شبکه‌های مشارکتی چند ورودی-چند خروجی همراه با محدودیت توان هر نود و به منظور افزایش بهره‌وری طیفی سیستم پیشنهادی بررسی می‌شود. در برش زمانی اول، سیگنال ارسالی فرستنده توسط رله‌ها و مقصد دریافت می‌شود. سپس سیگنال دریافتی در شبکه رله، با استفاده از استراتژی تقویت-ارسال در برش زمانی دوم ارسال می‌شود. استفاده از ساختار چند آنتنی در تمام نودها اعم از مبدأ و مقصد و رله‌ها، سبب ایجاد مسیرهای مستقل اطلاعات با استفاده از خصوصیات فضایی کانال‌های چندورودی – چند خروجی می‌شود. هدف از این پژوهش، بیشینه‌سازی بهره‌وری طیفی شبکه با در نظر گرفتن محدودیت توان هر یک از نودها است. لذا با حل مسئله بهینه‌سازی پیشنهادی با استفاده از روش شاخه و حد، ماتریس بهینه تقویت سیگنال رله‌ها با تخصیص بهینه توان هر کدام از آنتن‌های رله‌ها و همچنین ماتریس بهینه توان ارسالی هریک از آنتن‌های فرستنده محاسبه می‌شود. نتایج حاصل از پژوهش نشان می‌دهد که تخصیص بهینه توان در شبکه پیشنهادی سبب افزایش بهره‌وری طیفی سیستم می‌شود. همچنین، افزایش تعداد رله‌ها و تعداد آنتن‌ها سبب افزایش بهره‌وری طیفی می‌شود.