ارتباطات دستگاه به دستگاه زیر-لایه در شبکههای سلولی موج-میلیمتری: تخصیص کانال، انتخاب نوع ارسال و کنترل توان برای سناریوهای با اطلاعات جانبی کانال کامل و محدود
نویسندگان
1 گروه مهندسی برق، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
doi
10.30495/jce.2022.1962935.1166چکیده
در این مقاله، ارتباطات دستگاه به دستگاه زیر-لایه در باند فرکانسی موج-میلیمتری مورد بررسی قرار گرفته است که در آن میتوان از رلههای نیمه-دوطرفه / تمام-دوطرفه برای بهبود کیفیت ارسال و افزایش محدوده پوشش کمک گرفت. هدف اصلی ما انتخاب توام مود ارسالی کاربران D2D، تخصیص منابع سلولی به کاربران D2D و کنترل توان کاربران به منظور بیشینه کردن مجموع نرخ دیتای شبکهی سلولی و کاربران D2D است. در تحلیلهای انجام گرفته بر روی ویژگیهای اصلی مخابرات موج-میلیمتری شامل پهنای باند بزرگتر، امکان استفاده از آنتنهای آرایهای جهتدار، و سایهافکنی و افت توان بیشتر متمرکز شدهایم. از آنجا که مسالهی بهینهسازی یک مسالهی برنامهریزی غیرخطی مختلط است، دو الگوریتم ابتکاری برای حل این مساله پیشنهاد دادهایم که در یکی از آنها از فرض در دسترس بودن کامل اطلاعات جانبی کانال و در دیگری از فرض محدودیت در دسترسی به این اطلاعات استفاده شده است. نتایج شبیهسازی نشان دهندهی برتری استفاده از رلههای تمام-دوطرفه در مقایسه با استفاده از رلههای نیمه-دوطرفه و ارتباط مستقیم کاربران بهویژه در لینکهای دید غیر مستقیم -که مکانیزم اصلی انتشار در شبکههای موج-میلیمتری است- است. به عنوان مثال، استفاده از رلههای تمام-دوطرفه میتواند نرخ دیتای مجموع را تا 1.5 برابر در مقایسه با رلههای نیمه-دوطرفه افزایش دهد. همچنین داشتن قابلیت انتخاب بین ارتباط مستقیم یا استفاده از رله (نیمه-دوطرفه / تمام-دوطرفه) میتواند به بهبود عملکرد سیستم - بهویژه هنگامیکه میزان خود-تداخلی باقیمانده رلههای تمام-دوطرفه بزرگ است - کمک کند. الگوریتم CSI محدود در مقایسه با CSI کامل دارای پیچیدگی پیادهسازی به مراتب پایینتری است. علاوه براین، هنگامیکه تعداد منابع در دسترس در مقایسه با تعداد کاربران D2D خیلی بیشتر است (حداقل 6 برابر)، فاصلهی عملکردی بین الگوریتم CSI کامل و CSI محدود از بین میرود.