پایاننامه بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه نسل پنجم با تکنیک های دسترسی رادیویی ابری


در حال بارگذاری
۴ اردیبهشت ۱۳۹۷
۰ تومان

بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های نسل پنجم بااستفاده از تکنیک های شبکه دسترسی رادیویی ابری

شبکه های نسل پنجم

شبکه های نسل پنجم رادیویی ابری

با وجود ویژگی‌ها و سرویس‌های متمایز LTEو فناوری­های سیار نسل چهارم نسبت به فناوری­های پیشین خود و با وجود رشد و توسعه سریع آنها در سال‌های اخیر، پیش‌بینی می شود که این فناوری‌ها تنها تا حدود چند سال آینده پاسخگوی نیازهای کاربران باشند. رشد ترافیک داده به میزان چند صد برابر، افزایش تعداد ابزارهای متصل به شبکه‌های بی‌سیم به میزان چند ده برابر و متنوع شدن سرویس‌های مورد تقاضای کاربران در سال‌های آینده، توسعه شبکه‌های فعلی را ضروری می‌سازد. بدین ‌جهت در چند سال‌ اخیر ایده شبکه ­های سیار فراتر از نسل چهارم و یا همان شبکه­ های نسل پنجم مطرح شده است.

در این بین یک سری ملزومات برای شبکه ‌های نسل پنجم تعریف شده است که برخی از  آنها عبارتند از: پشتیبانی از رشد بسیار زیاد در میزان ترافیک شبکه، پشتیبانی از افزایش چشمگیر تعداد ابزارهای مرتبط با یکدیگر به میزان چند ده برابر، افزایش حداقل ده برابری در نرخ داده کاربران، کاهش قابل ملاحظه در تاخیر، افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن شبکه، کاهش مصرف انرژی و کمک به حفظ محیط زیست، افزایش طول عمر باتریها، استفاده از فرکانس‌های بالاتر، افزایش کارایی طیف فرکانسی، پوشش وسیع‌تر، کاهش هزینه تجهیزات شبکه و کاربر، امنیت بیشتر، پشتیبانی از سرویس‌های مبتنی بر رایانش ابری و پردازش‌های نرم‌افزاری در بخش هسته شبکه که در این میان کاهش مصرف انرژی یکی از مهمترین چالش ها در شبکه های نسل پنجم می باشد، در حالی که اپراتورهای تلفن همراه بواسطه رشد بسیار کم درآمد با فشار در حال افزایش هزینه های سرمایه ای و هزینه های عملیاتی مواجه اند، انتظار می رود که شبکه دسترسی رادیوی ابری به منزله کاندیدی از نسل بعدی تکنیک های دسترسی به شبکه باشد که می تواند معمای اپراتورها را حل کند.

 

ساختار پیشنهادی C-RANدر شبکه نسل پنجم با تکنیک های دسترسی رادیویی ابری

ساختار پیشنهادی C-RAN در مقایسه با ساختار سنتی، بر مفهوم خدمات ابری، زمان بندی و مدیریت منابع خدمات گرا تاکید دارد، در نتیجه موجب تسهیل در استفاده از تکنیک های کامپیوتری و ارتباطی جدید می گردد. بواسطه منابع محاسبات گسترده ای که توسط پلت فرم ابری ارائه شده، می توان از طرح های سخت افزاری بهینه که استفاده آن ها در یک ایستگاه پایه معمولی مقرون به صرفه نمی باشد را بکار برد. یکی از این طرح های سخت افزاری بهینه، طرح انتقال هم زمان توان و داده(SWIPT) می باشد که درآن می توان با استفاده از قراردادن تجهیزات برداشت انرژی در پلان شبکه ابری، توان اضافه سیگنال ها را برداشت نمود و در موارد دیگر مورد استفاده قرار داد.

در ارتباطات بیسیم که بین یک کاربر(تلفن همراه بطور مثال) و ایستگاه پایه انجام می شود، اگرچه کنترل توان بر روی توان ارسالی سیگنال کاربر انجام می گیرد تا تداخل کمتر شود ولیکن بازهم در موارد بسیاری به دلایل مختلفی مانند کامل و دقیق نبودن سیستم کنترل و همچنین شرایط تصادفی کانال، توان این سیگنال های رسیده به ایستگاه پایه بیشتر از حدنیاز می باشد(البته در مواردی هم ممکن است کمتر از حد مورد نیاز باشد که ارتباط برقرار نمی شود و پروسه دوباره تکرار می گردد.).

سخت افزار برداشت انرژی در شبکه نسل پنجم با تکنیک های دسترسی رادیویی ابری

در روش سنتی اگر بخواهیم در هر ایستگاه پایه یک سخت افزار برداشت انرژی از سیگنال ( و یک سیستم کنترل کننده که میزان توان اضافی سیگنال را برای رسیدن به کاربر مقصد تشخیص دهد.) قراردهیم، با توجه به هزینه زیاد این سیستم و همچنین قابل توجه نبودن انرژی قابل برداشت از این تعداد کم سیگنال، توجیه اقتصادی ندارد و اصلا مقرون به صرفه نمی باشد .

لیکن ایجاد یک سیستم برداشت انرژی اضافی از سیگنال های رسیده به پلان ابری متمرکز و برقراری سیستم کنترل مورد نیاز در محل ابر که سیگنالهای بسیار زیادی در آن دریافت می شود، کاملا بهینه و دارای توجیه اقتصادی است. ما دراین پایان نامه این سیستم برداشت انرژی را در پلتفرم ابری شرح خواهیم داد و نحوه ارتباط بین قسمت های مختلف سخت افزاری و کنترلی را در پلتفرم نشان خواهیم داد. همچنین مساله انتقال هم زمان داده و برداشت انرژی (SWIPT) را بصورت یک مساله بهینه سازی حل خواهیم نمود و تاثیر برداشت یک مقدار انرژی از سیگنال رادیویی را بر روی نرخ انتقال داده بررسی خواهیم کرد.

 

شبکه های نسل پنجم رادیویی ابری

شبکه های نسل پنجم رادیوی ابری

ساختار پایاننامه بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه نسل پنجم با تکنیک های دسترسی رادیویی ابری

فصل اول این پایان نامه به بیان مسئله و اهداف مورد نظر این تحقیق و روش  انجام آن می­پردازد. در فصل دوم، به معرفی مفاهیم کلی مورد نیاز این تحقیق مانند رایانش ابری، دسترسی رادیویی و … خواهیم پرداخت و تاریخچه‌ای از تحقیقات انجام شده روی شبکه های نسل پنجم و رابطه آنها با ساختار C-RAN ، گفته می شود. در فصل سوم به معرفی روش  پیشنهادی در این تحقیق پرداخته می شود. در فصل چهارم، نتایج شبیه­ سازی تجزیه و تحلیل شده و میزان نرخ انتقال داده در برداشت انرژی های مختلف مورد تحلیل قرار خواهد گرفت و طرح های پیشنهادی بهینه برای سخت افزار انتقال هم زمان در نرم افزار متلب شبیه سازی می گردد.

در فصل پنجم، یک جمع بندی کلی را از این تحقیق ارائه خواهد داد و پیشنهاداتی را در رابطه با ادامه تحقیقات در راستای موضوع این رساله توسط دیگر پژوهشگران علاقمند ارائه می دهد و مشکلات و چالش­ های موجود را که می توان در ادامه تحقیقات به آن پرداخت، عنوان می­نماید.

فهرست مطالب در پایاننامه بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های نسل پنجم بااستفاده از تکنیک های شبکه دسترسی رادیویی ابری

فصل اول   ۲

مقدمه  ۲

۱-۱- مقدمه  ۳

۱-۲- معرفی رادیو ابر   ۴

۱-۳-‌ بیان مسأله  ۵

۱-۴-‌ اهداف پایان نامه  ۶

۱-۵- ساختار پایان نامه  ۶

فصل دوم  ۱۲

پیشینه تحقیقات     ۱۲

۲-۱- مقدمه‌ ۱۳

۲-۲- شبکه های نسل پنجم  ۱۴

۲-۲-۱- دلایل حرکت به سمت نسل پنجم  ۱۵

۲-۲-۲- فناوری‌های مطرح در نسل پنجم  ۱۶

۲-۳- رایانش ابری    ۱۷

۲-۴- بک هال   ۲۲

۲-۵- تکنولوژی رادیوشناختگر   ۲۴

۲-۶- سیستم انتقال هم زمان توان و داده(SWIPT)  ۲۵

۲-۷- پیشینه ای از تحقیقات     ۲۸

۲-۸- حل مساله بهینه سازی    ۳۷

فصل سوم  ۴۱

روش کار و ساختار   ۴۱

۳-۱-مقدمه  ۴۲

۳-۲-ساختار شبکه دسترسی رادیوی ابری    ۴۳

۳-۳-شبکه انتقال نوری OTN    ۴۴

۳-۴-ساختار منطقی مناسب در شبکه های ابری    ۵۰

۳-۴-۱- سطح  فیزیکی    ۵۱

۳-۴-۲- سطح  کنترل   ۵۲

۳-۴-۳- ساختار منطقی  ابری تکمیلی در این رساله  ۵۳

۳-۵- تجهیز ابر به سخت افزار برداشت توان از سیگنال های مخابراتی توان بالا   ۵۴

۳-۵-۱- TDMA با سوئیچینگ زمانی(TS)  ۵۷

۳-۵-۲- OFDMA با جداسازی توان ها(PS)  ۵۹

۳-۶- بررسی عملکرد سیستم کنترل مرکزی برداشت انرژی در شبکه ابری    ۶۰

فصل چهارم  ۶۴

نتایج شبیه سازی پیشنهادی    ۶۴

۴-۱ – ساختار پیشنهادی اول   ۶۵

۴-۱-۱- سیستم انتقال هم زمان طرح TS کلاسیک برای حالت یک زیر کاناله (N=1)  ۶۵

۴-۱-۲- سیستم هم زمان طرح PS مرجع بیس برای حالت یک زیر کاناله (N=1)  ۶۸

۴-۱-۳- سیستم انتقال هم زمان طرح های TS,PS کلاسیک برای حالت N زیر کانال   ۶۹

۴-۲ – ساختار پیشنهادی طرح PTS   ۷۲

۴-۳ – ساختار پیشنهادی طرح PTS با تکرار m ام  ۷۶

فصل پنجم  ۸۰

نتیجه گیری و پیشنهادات     ۸۰

۱-۵- مقدمه  ۸۱

۲-۵- نتیجه گیری    ۸۲

۳-۵- پیشنهادات     ۸۲

مراجع   ۸۴

 

خرید
 راهنمای خرید:
  لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
  همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
  ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
  در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.