The impact of channel state information on wireless relay networks

Abstract

Geçtiğimiz on yılda, kablosuz kanallar üzerinden yüksek veri iletim hızına artan talep, telsiz iletişim araştırmalarını yüksek veri iletim hızlarını destekleyebilen yeni iletim stratejileri bulmaya odakladı. Yüksek hızda veri iletimine olanak saglayan bir yapı olarak, kablosuz röle ağları, araştırma dünyasının yoğun ilgisini çekti. Kablosuz röle ağları kullanılarak ulaşılan kapasite değerleri, kullanıcılardaki anten sayılarının artmasıyla artar. Böylece, rölelerin ve çok-girdili çok-çıktılı sistemlerin etkilerinin birleştiği röleli çok-girdili çok-çıktılı sistemler, daha yüksek kapasite değerlerine ulaşmak için umut verici sistemler olarak karşımıza çıkıyor. Röle seçimi, güç paylaştırması ve hüzme oluşturma stratejileri kullanarak, röleli çok-girdili çok-çıktılı sistemlerde ulşılabilir veri iletim hızını arttırmak mümkün.Akıllıca röle seçimi, güç paylaştırması ve hüzme oluşturma stratejileri iletim yapan kullanıcıların kanal koşulları hakkında bilgi sahibi olmalarını gerektirir. Bu tezde, yeni iletim stratejileri öneriyoruz ve iletim yapan kullanıcılardaki kanal durum bilgisinin önerilen iletim stratejileri üzerindeki etkilerini araştırdık. Önerdiğimiz iletim stratejilerinde, iletim yapan kullanıcılardaki kanal bilgisinden yaralanarak röle seçimi, güç paylaştırılması ve hüzme oluşturma tekniklerinden yararlandık. Bu tezde, bilişim kuramsal bir yaklaşımla, yükselt-ve-gönder ve kodçöz-ve-gönder röle çok-girdili çok-çıktılı sistemleri için değişik iletim modelleri ile ulaşılan veri iletim hızlarını karşılaştırdık.

In the last decade, rising demand for high data rate transmissions over wireless channels has led the wireless research to focus on new transmission schemes supporting high data rates. As a candidate structure that allows high date rate transmissions, wireless relay networks have attracted significant interest. The network capacity values achieved by relay networks increase when the nodes have multiple antennas for transmission. Thus, combining the effects of relaying and MIMO communications, MIMO relay networks promise high performance in terms of network capacity. Higher data rates are possible with MIMO relay networks when relay selection, power allocation and beamforming strategies are utilized.Intelligent selection of relay nodes, power allocation and beamforming strategies require the knowledge of related channel conditions at the transmitting nodes. In this thesis, we propose novel transmission strategies and present the impact of channel state information availability at the transmitting nodes on the design of the proposed schemes. These schemes employ intelligent relay selection, power allocation and beamforming methods based on the available channel state information. We compare the system performances of different transmission models for amplify-and-forward and decode-and-forward MIMO relay networks using an information theoretic approach.