MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT TWO-WAY RELAYING WITH ADAPTIVE OVERHEARING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Thesis) Thesis.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

في ظل التطور السريع للاتصالات اللاسلكية وزيادة عدد الهواتف الذكية وعدد المستخدمين، تزداد الحاجة إلى نقل كمية أكبر من البيانات لتلبية حاجات المستخدمين المتزايدة في طلب و إرسال البيانات، حيث لاتقتصر البيانات على صوت أونص بل تطورت إلى فيديوهات وملفات وبث مرئي إلى غيرها من أنواع البيانات، لذلك زادت الحاجة إلى رفع سعة الاتصالات اللاسلكية. في هذه الأطروحة يتم ترقية أطراف الاتصال إلى أطراف متعددة الهوائيات بدلا من هوائي واحد وذلك لزيادة سعة الاتصال. النظام يتكون من محطة إرسال ومحطة تقوية ذات اتجاهين ومستخدمين للنظام حيث أحدهم يرسل البيانات إلى محطة الإرسال بينما الآخر يستقبل بيانات من محطة الإرسال ويتم ذلك بواسطة محطة التقوية ذات الاتجاهين. يتم الاتصال بين محطة الإرسال والمستخدمين بواسطة محطة التقوية ذات الاتجاهين عبر مرحلتين. المرحلة الأولى: يتم إرسال البيانات من محطة الإرسال ومن المستخدم المرسل إلى محطة التقوية بينما المستخدم الآخر وهو المستقبل يستقبل البيانات من المستخدم المرسل. المرحلة الثانية: تقوم محطة التقوية ذات الاتجاهين بضرب البيانات المستقبلة في المرحلة الأولى في مصفوفة تسمى (Precoding Matrix) بعد ذلك يتم ارسال البيانات إلى محطة الإستقبال والمستخدم المستقبل وأيضا في هذه المرحلة المستخدم المستقبل يتلقى البيانات من المستخدم المرسل مرة أخرى. المستخدم المستقبل يتلقى بيانات من المستخدم المرسل وذلك للاستفادة من هذه البيانات في إزالة التداخل في البيانات مايسهل معرفة البيانات المطلوبة ويزيد من سعة الاتصال. كذلك في هذه الأطروحة يتم الاختيار الأمثل للمصفوفة في محطة التقوية ذات الاتجاهين وقوة إشارة الإرسال في المستخدم المرسل في مرحلتي الاتصال وذلك من أجل الحصول على أفضل سعة اتصال للنظام. وأخيرا تم عمل محاكاة للنظام باستخدام برنامج الماتلاب (MATLAB) وتم التأكد من زيادة سعة الاتصال في حالة زيادة عدد الهوائيات.

English Abstract

Two-way relaying (TWR) is a spectrally efficient protocol, providing a solution to overcome the half-duplex loss in one-way relay channels. Moreover, incorporating the multiple-input multiple-output (MIMO) technology can further improve the spectral efficiency and diversity gain. In addition, the designed protocols can turn overheard interference into useful side information to allow simultaneous transmission of multiple communication flows and increase the spectral efficiency in interference-limited regime. The aim of this thesis study some extended schemes that would increase the sum-rate of the overhearing scheme by increasing the number of antenna, and exploit the overhearing link. In the first extension of the overhearing scheme, we consider an overhearing scheme for a two-way amplify-and-forward relaying system consisting of a multi-antenna base station (BS), a multi-antenna relay station (RS), and two user equipment (UEs) with single antenna each, where one is an uplink user while the other is a downlink user. The downlink user receives the signal from the BS, overhears the signal from the uplink user, and exploits the overheard signal to improve the detection of the desired signal. Due to the two-way transmission, the precoding matrix at the RS in the second time slot and the transmit weights at the uplink user over the two-time slots are jointly optimized via an iterative algorithm in the sense of maximizing the minimum signal-to-interference-plus-noise-ratio (SINR). Simulation results show that the increase in number of antennas at the BS provides significant sum-rate gain. In the second extension of the overhearing scheme, the overhearing scheme extended to the scenario with multiple antennas at all terminals, the BS, the RS, and the UEs. The relay precoder in the second time slot and the transmit weight matrices at the uplink user over the two-time slots are again jointly optimized via an iterative algorithm in the sense of maximizing the minimum SINR. The obtained results reveal the significant sum-rate increase due to the use of multiple antennas at the UEs.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Al-Ahmadi, Saad
Committee Members:	Muqaibel, Ali and Al-Ghadhban, Samir
Depositing User:	SAID ALSHRAFI (g201310290)
Date Deposited:	31 Dec 2018 08:56
Last Modified:	30 Dec 2020 12:04
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140870