Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Fırsatçı Hüzme Biçimlendirme Sistemleri İçin Geliştirilmiş Bir Geri Besleme Kuantalama Yöntemi Ahmed F. A. Elajez (Fatih Üniversitesi) Hakkı Soy (Karamanoğlu.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Fırsatçı Hüzme Biçimlendirme Sistemleri İçin Geliştirilmiş Bir Geri Besleme Kuantalama Yöntemi Ahmed F. A. Elajez (Fatih Üniversitesi) Hakkı Soy (Karamanoğlu."— Sunum transkripti:

1 Fırsatçı Hüzme Biçimlendirme Sistemleri İçin Geliştirilmiş Bir Geri Besleme Kuantalama Yöntemi Ahmed F. A. Elajez (Fatih Üniversitesi) Hakkı Soy (Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi) Yrd. Doç. Dr. Özgür Özdemir (Fatih Üniversitesi)

2 Motivasyon 2 çeşit kablosuz kanal – –Hızlı sönümlemeli – –Yavaş sönümlemeli Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuçı Sonuçı Sinyal seviyesi Yavaş Hızlı Sinyal seviyesi

3 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Motivasyon kullanıcının kanalı Zaman bölmeli planlama Fırsatçı planlama kullanıcı 3 kullanıcı 1 kullanıcı 2

4 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Motivasyon kullanıcı 1 kullanıcı 3 kullanıcı 2 kullanıcı K-1 kullanıcı K Kablosuz kanal geribesleme Eğer kanal hızlı sönümlemeli ise kapasitesi daha yüksektir

5 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Sistem Modeli Yavaş sönümlemeli kanalYavaş sönümlemeli kanal L adet verici antene sahip bir baz istasyonuL adet verici antene sahip bir baz istasyonu K adet tek antenli aktif kullanıcıK adet tek antenli aktif kullanıcı aşağı yönlü bağlantı (downlink) haberleşme kanalıaşağı yönlü bağlantı (downlink) haberleşme kanalı h k (l) : l no.’lu antenden k no.’lu kullanıcıya kanal katsayısıh k (l) : l no.’lu antenden k no.’lu kullanıcıya kanal katsayısı q(n) Tx_1 Tx_L x(n) Kullanıcı 1 Kullanıcı k Kullanıcı K h k (1) h k (L) Alınan sinyal SNR Geri besleme

6 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Zaman Planlama Algoritması Kullanıcı Normalleştirilmiş Sinyal Gürültü Oranı (NSNR)’ı hesaplarKullanıcı Normalleştirilmiş Sinyal Gürültü Oranı (NSNR)’ı hesaplar q(n)’nin normu 1 olduğundanq(n)’nin normu 1 olduğundan –0< m k (n)<1 dir Kullanıcılar NSNR ı baz istasyonuna geri besleme yaparlarKullanıcılar NSNR ı baz istasyonuna geri besleme yaparlar Baz istasyonu NSNR lar içinde maksimum olanını seçerBaz istasyonu NSNR lar içinde maksimum olanını seçer Bu durumda sistemin haberleşme kapasitesi aşağıdaki gibi bulunur:Bu durumda sistemin haberleşme kapasitesi aşağıdaki gibi bulunur:

7 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Zaman Planlama Algoritması NSNR değeri için olasılık yoğunluk fonksiyonu (PDF) ve kümülatif dağılım fonksiyonu (CDF)NSNR değeri için olasılık yoğunluk fonksiyonu (PDF) ve kümülatif dağılım fonksiyonu (CDF)

8 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Kuantalama Hatası Geri besleme kanalının bant genişliği düşüktür.Geri besleme kanalının bant genişliği düşüktür. NSNR lar kuantalanmalıdırNSNR lar kuantalanmalıdır Kuantalama yapmak için eşik değerleri belirlenmelidir. Kuantalama yapmak için eşik değerleri belirlenmelidir. –Bu çalışmada kuantalamadan kaynaklanan farklı kullanıcı seçme ihtimalini minimum yapacak eşik değerleri tespit edilmektedir VarsayımlarVarsayımlar –Tüm kullanıcılar için kuanta seviyesi sayısı eşit (N adet) –Kullanıcıların eşik değerleri birbirinden farklı –Baz istasyonu kuantalanmış değerlere bakar, Kuanta değeri en yüksek olan kullanıcıyı seçer.Kuanta değeri en yüksek olan kullanıcıyı seçer. En yüksek değerde birden fazla kullanıcı varsa eşik değeri yüksek olan kullanıcı tercih edilir.En yüksek değerde birden fazla kullanıcı varsa eşik değeri yüksek olan kullanıcı tercih edilir. Bu durumda hata yapma ihtimali vardırBu durumda hata yapma ihtimali vardır

9 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Kuantalama Hatası Basit örnekBasit örnek –K=2 (İki kullanıcı), –L=2 (Baz istasyonunda iki anten) –N=2 (iki farklı kuantalama seviyesi), –NSNR değerleri m1 ve m2 –eşik değerleri sırasıyla η 1 (0< η 1 <1) ve η 2 (0< η 1 <1) –hata e 1, e 2 ve e 3 ile etiketlenen bölgelerin hacimlerinin toplamına eşittir. Hata bölgeleri e 1, e 2 ve e 3

10 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Hata Olasılığının Minimum Yapılması Hata ihtimali aşağıdakilere bağlı bir fonksiyondurHata ihtimali aşağıdakilere bağlı bir fonksiyondur –Kullanıcı sayısı, K –Anten sayısı, L –Kuantalama seviyesi sayısı, N ve –Eşik değerleri Sınır değerleri olan 0 ve 1 sayılmaz ise her kullanıcı N-1 adet eşik değerine sahiptir.Sınır değerleri olan 0 ve 1 sayılmaz ise her kullanıcı N-1 adet eşik değerine sahiptir. Kullanıcı j için eşik değerleriKullanıcı j için eşik değerleri İki kullanıcılı K=2, baz istasyonunda iki anten bulunan L=2 bir sistem için kuantalama seviyesi sayısı genelleştirilirse N hata olasılığı aşağıdaki gibidir:İki kullanıcılı K=2, baz istasyonunda iki anten bulunan L=2 bir sistem için kuantalama seviyesi sayısı genelleştirilirse N hata olasılığı aşağıdaki gibidir: Eşik seviyeleri bu ihtimali minimum yapacak şekilde seçilmelidir.Eşik seviyeleri bu ihtimali minimum yapacak şekilde seçilmelidir.

11 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Hata Olasılığının Minimum Yapılması K=2 kullanıcı, L adet anten, kuantalama seviyesi sayısı NK=2 kullanıcı, L adet anten, kuantalama seviyesi sayısı N K kullanıcı, L adet anten, kuantalama seviyesi sayısı NK kullanıcı, L adet anten, kuantalama seviyesi sayısı N Çözüm için kısmi türev alıp sıfıra eşitlemek gerekirÇözüm için kısmi türev alıp sıfıra eşitlemek gerekir Analitik çözümü zordur.Analitik çözümü zordur. Simülasyon sonuçları numerik olarak hesaplanmıştırSimülasyon sonuçları numerik olarak hesaplanmıştır

12 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç L=6, K=4 ve N=2:10 değerleri için hata olasılığının simülasyon (*) ve teorik değerlerinin gösterimi.L=6, K=4 ve N=2:10 değerleri için hata olasılığının simülasyon (*) ve teorik değerlerinin gösterimi.

13 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç L=6, N=5 ve K=2:15 değerleri için hata olasılığının teorik değerlerinin gösterimi.L=6, N=5 ve K=2:15 değerleri için hata olasılığının teorik değerlerinin gösterimi.

14 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç K=4, N=5 ve L=2:15 değerleri için hata olasılığının teorik değerlerinin gösterimi.K=4, N=5 ve L=2:15 değerleri için hata olasılığının teorik değerlerinin gösterimi.

15 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç Sonuç Fırsatçı hüzme kullananFırsatçı hüzme kullanan –yavaş sönümlemeli kanala sahip sistemlerde –geri besleme değerini –kuantalama metodu önerilmiştir. Kuantalamadan kaynaklanan yanlış kullanıcı seçme ihtimali belirlenmiştir.Kuantalamadan kaynaklanan yanlış kullanıcı seçme ihtimali belirlenmiştir. Bu ihtimali minimum yapacak eşik değerleri sayısal olarak hesaplanmıştır.Bu ihtimali minimum yapacak eşik değerleri sayısal olarak hesaplanmıştır.

16 Motivasyon Sistem Modeli Zaman Planlama Algoritması Kuantalama Hatası Hata Olasılığının Minimum Yapılması Simülasyon Sonuçları Sonuç TEŞEKKÜRLER

17 Referanslar 1.O. Ozdemir and M. Torlak, “Performance of opportunistic beamforming with quantized feedback,” in Proc. IEEE Int. Conf. on Comm., Istanbul, Turkey, June A. Lau and F. Kschischang, “Feedback quantization strategies for multiuser diversity systems,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 53, no. 4, pp. 1386–1400, Apr P. Viswanath, D. Tse, and R. Laroia, “Opportunistic beamforming using dumb antennas,” IEEE Trans. on Information Theory, vol. 48, no. 6, pp. 1277–1294, June O. Ozdemir and M. Torlak, “Opportunistic beamforming over Rayleigh channels with partial side information,” IEEE Trans. on Wireless Communications, N. Sharma and L. Ozarow, “A study of opportunism for multiple-antenna systems,” IEEE Trans. on Information Theory, vol. 51, no. 5, pp. 1804–1814, May R. Fletcher and M. Powell, “A rapidly convergent descent method for minimization,” Computer Journal, vol. 6, pp. 163–168, D. Goldfarb, “A family of variable metric updates derived by variational means,” Mathematics of Computing, vol. 24, pp. 23–26, 1970.

18 Simülasyon Sonuçları Anten sayısı L ve kullanıcı sayısı K değerlerinin hata olasılığı üzerindeki etkisini göstermek üzere anten sayısı L=2 ve L=6 olan iki farklı sistem için kullanıcı sayısı K=2:20 değerleri arasında değiştirilip hata olasılığı hesaplanarak elde edilen sonuçlar aşağıda gösterilmiştir.Anten sayısı L ve kullanıcı sayısı K değerlerinin hata olasılığı üzerindeki etkisini göstermek üzere anten sayısı L=2 ve L=6 olan iki farklı sistem için kullanıcı sayısı K=2:20 değerleri arasında değiştirilip hata olasılığı hesaplanarak elde edilen sonuçlar aşağıda gösterilmiştir. L=2,N=2 ve K=2:20 değerlerinde hata olasılığının değişimi L=6,N=2 ve K=2:20 değerlerinde hata olasılığının değişimi

19 Simülasyon Sonuçları Sisteme çoklu antenler eklemek hata olasılığını azaltmasa da sistem verimliliğini artırır. Kullanıcı sayısı K=4, kuantalama seviyesi sayısı N=4:15 arasında değişen bir sistem için ortalama haberleşme kapasitesinin değişimi anten sayısı L=6 ve L=2 değerlerinde düzgün ve düzgün olmayan kuantalama planları kullanılarak aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.Sisteme çoklu antenler eklemek hata olasılığını azaltmasa da sistem verimliliğini artırır. Kullanıcı sayısı K=4, kuantalama seviyesi sayısı N=4:15 arasında değişen bir sistem için ortalama haberleşme kapasitesinin değişimi anten sayısı L=6 ve L=2 değerlerinde düzgün ve düzgün olmayan kuantalama planları kullanılarak aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

20 Simülasyon Sonuçları Aynı şekilde kuantalama seviyesi sayısı N=4, kullanıcı sayısı K=4:15 arasında değişen bir sistem için ortalama haberleşme kapasitesinin değişimi anten sayısı L=6 ve L=2 değerlerinde düzgün ve düzgün olmayan kuantalama planları kullanılarak aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.Aynı şekilde kuantalama seviyesi sayısı N=4, kullanıcı sayısı K=4:15 arasında değişen bir sistem için ortalama haberleşme kapasitesinin değişimi anten sayısı L=6 ve L=2 değerlerinde düzgün ve düzgün olmayan kuantalama planları kullanılarak aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.


"Fırsatçı Hüzme Biçimlendirme Sistemleri İçin Geliştirilmiş Bir Geri Besleme Kuantalama Yöntemi Ahmed F. A. Elajez (Fatih Üniversitesi) Hakkı Soy (Karamanoğlu." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları