دفاعیه آقای مهدی بیانی فر

با توجه به گسترش روز افزون استفاده از شبکه‌های مخابراتی، افزایش ظرفیت و نرخ در این شبکه‌ها بیش از بیش در نسل‌های آتی اهمیت پیدا می‌کنند. یکی از مهم‌ترین ابزارهایی که در سال‌های اخیر برای افزایش کارایی پیشنهاد شده است استفاده از سیستم‌های انبوه آنتنی است. اما با توجه به میزان مورد انتظار برای افزایش نرخ و ظرفیت در نسل‌های بعدی سیستم‌های مخابراتی به نظر می رسد که تنها افزایش تعداد آنتن‌ها پاسخگو نباشد و سیستم‌های موج میلی‌متری در کنار آنها استفاده شوند. در این رساله به اثر ارتفاع و همچنین استفاده از شکل‌دهی پرتوی سه بعدی (استفاده از تنظیم زاویه‌ی شیب) با استفاده از ابزار هندسه‌ی تصادفی و در نظر گرفتن کارایی انرژی و پوشش در سیستم‌های انبوه آنتنی پرداخته می‌شود. ابتدا به بررسی اثر عدم هم‌ترازی پرتو بین فرستنده و گیرنده در سیستم‌های موج میلی‌متری پرداخته و مشاهده می‌شود که با استفاده از مشارکت ایستگاه‌های پایه، می توان فرض کارایی مشابه حالت هم‌ترازی پرتو بدست آورد. در ادامه سیستم موج میلی‌متری با در نظر گرفتن اثر شکل‌دهی پرتو و در نظر گرفتن اثر مانع شدگی در دو سناریوی شبکه‌ی همگن و ناهمگن مطالعه می‌شود. مشاهده می‌شود بهینه‌سازی زاویه‌ی شیب در هر دو سناریو بسیار پیچیده است و در این راستا روش با پیچیدگی کم که کارایی نزدیک به کارایی بهینه دارد برای هر دو سناریو پیشنهاد و در نتایج عددی صحت عملکرد آن بررسی شد. در ادامه اثر شکل‌دهی پرتوی سه بعدی با در نظر گرفتن ارتفاع متغیر کاربران مطالعه می‌شود. برای این منظور ابتدا در یک سیستم انبوه‌آنتنی با در نظر گرفتن اثر آلودگی راهنما، بهینه‌سازی زاویه‌ی شیب برای بیشینه کردن پوشش پرداخته می‌شود. مشاهده شد که در نظر گرفتن ارتفاع کاربران و بهینه‌سازی زاویه‌ی شیب باعث بهبود قابل توجهی در کارایی و همچنین نادیده گرفتن آن منجر به افت کارایی حتی نسبت به حالت شکل‌دهی پرتوی دو بعدی می شود. در ادامه در یک سیستم موج میلی‌متری با در نظر گرفتن ارتفاع متغیر کاربران و شکل‌دهی پرتوی سه بعدی به بررسی بهینه‌سازی زاویه‌ی شیب برای افزایش کارایی با در نظر گرفتن اثر مانع شدگی با در نظر گرفتن محدشدگی مقیاس کوچک و بزرگ برای حالتی که دید مستقیم داریم و حالتی که نداریم، پرداخته می‌شود. در این قسمت نیز روشی کارا با پیچیدگی کم ارائه می‌شود که در نتایج عددی مشاهده شد که این روش کارایی بسیار نزدیکی به حالت بهینه دارد. در نهایت به دلیل اینکه توزیع متا اطلاعات جامع‌تری را در اختیار ما می‌گذارد، در شبکه‌های دو‌قطبی و سلولار به بررسی اثر ارتفاع کاربران پرداخته می‌شود. در این قسمت اثر ارتفاع کاربران بر روی ممان‌های مهم توزیع متا در حالت‌های مهم حدی چگالی ایستگاه‌های پایه و همچنین آستانه‌ی SINRمطالعه می‌شود. بطور کلی ملاحظه شد که اطمینان لینک با افزایش ارتفاع موثر کاهش می یابد.
واژه‌های کلیدی: انبوه آنتنی، موج میلی متری، شکل دهی پرتو سه بعدی، پوشش، کارایی انرژی، هندسه تصادفی، PPP، شبکه های همگن، شبکه های غیرهمگن، توزیع متا، مانع شدگی، قابلیت اطمینان