دانشگاه شیراز 

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

 بخش مخابرات و الکترونیک

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته برق- مخابرات سیستم

مطالعه و استخراج الگوریتم های آشکارسازی چند کاربره متمرکز و غیر متمرکز و مقایسه کارایی آن ها

استادان راهنما:

دکتر مصطفی درختیان

دکتر محمد علی مسندی شیرازی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
در این پایان نامه، به مطالعه روش های مورد بهره گیری متداول برای آشکارسازی اطلاعات در سیگنالهایی می پردازیم که برآیند سیگنال هایی هستند که کاربران مختلفی در یک سیستم مخابراتی چند کاربره ارسال نموده اند. با در نظر داشتن ماهیت این مسئله، آن را به دو بخش اصلی می توان تقسیم نمود: آشکارسازی اطلاعات ارسالی تمامی کاربرانی که سیگنال ارسالی آن ها در سیگنال برآیند دریافتی موجود می باشد، که از آن به عنوان آشکارسازی متمرکز دانسته می گردد و هم چنین آشکارسازی اطلاعات ارسالی یک کاربر خاص مطلوب از میان کاربرانی که سیگنال ارسال نموده اند که به عنوان آشکارسازی غیر متمرکز شناخته می گردد. در این پایان نامه روش های متداول از هر دو نوع آشکارسازی مورد مطالعه قرار می گیرد. در مورد اول عیان ساز بهینه را مطالعه می نماییم هم چنین به مطالعه آشکارسازی کروی برای پیاده سازی آن می پردازیم. سپس به مطالعه روش های زیر بهینه می پردازیم و آشکارساز ناهمبسته کننده[1] ، آشکارساز کم ترین میانگین مربع خطا[2]، آشکارساز ماتریس بالامثلثی و آشکارساز              V-BLAST را معرفی می نماییم. در مورد دوم نیز، گیرنده های وفقی را مورد مطالعه قرار می دهیم که با در پیدا نمود رشته های آموزشی[3]  عملیات آشکارسازی را انجام می دهند. هم چنین به معرفی روش های متداول برای آشکارسازی کور این گونه سیگنال ها می پردازیم که در آن نیازی به دریافت رشته های آموزشی نباشد. در مورد اخیر، به ارائه روشی خواهیم پرداخت که با در نظر داشتن ماهیت وفقی آشکارسازهای کور معرفی شده با بهره گیری از روش کنترل فازی[4] برای تعیین مناسب اندازه پله[5]  معرفی کرده ایم که منجر به بهبود عملکرد عیان سازی کور معرفی شده می گردد.       

   

فصل 1 مقدمه. 1
1-1- مقدمه. 2
1-2- روش های دسترسی چندگانه. 3
1-2-1- روش دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانس FDMA.. 3
1-2-2- روش دسترسی چندگانه با تقسیم زمان TDMA.. 4
1-2-3- دسترسی چندگانه تصادفی.. 5
1-2-4- روش دسترسی چندگانه با تقسیم کد CDMA.. 6
1-2-5- مقایسه روش های دسترسی چندگانه. 7
1-3- چالش های موجود در سیستم های CDMA.. 8
1-3-1- مشکل دوری- نزدیکی.. 8
1-3-2- تداخل دسترسی چندگانه  8
1-4- مطالب ارائه شده در این پایان نامه. 8
فصل 2 مروری بر سیستم های CDMA.. 11
2-1- مقدمه. 11
2-2- ساختار فرستنده و گیرنده در سیستم های CDMA.. 12
2-3- کدهای طیف گسترده 13
2-3-1- کدهای شبه نویز بیشینه طول.. 13
2-3-2- کدهای گلد. 15
2-3-3- کدهای والش…. 15
2-4- شبیه سازی.. 16
فصل 3 آشکارسازی متمرکز. 21
3-1- مقدمه : 21
3-2- مدل سیگنال در سیستم های DS-CDMA.. 21
3-3- آشکارساز سنتی.. 22
3-4- گیرنده بهینه. 23
3-5- آشکارسازی کروی.. 25
3-6- آشکارساز ماتریس بالا مثلثی.. 30
3-7- آشکارسازهای ناهمبسته ساز و کمینه میانگین مربع خطا خطّی.. 33
3-7-1- آشکارساز ناهمبسته ساز 33
3-7-2- آشکارساز کمینه میانگین مربع خطا خطّی.. 35
3-8- آشکارسازی غیر خطی و روش V-BLAST. 37
3-9- شبیه سازی.. 41
3-9-1- آشکارساز سنتی.. 41
3-9-2- آشکارسازی بهینه ML و آشکارسازی کروی.. 42
3-9-3- مقایسه گیرنده های متمرکز. 44
فصل 4 عیان سازی غیر متمرکز. 46
4-1- مقدمّه. 47
4-2- آشکارسازی مبتنی بر دریافت رشته های آموزشی.. 47
4-2-1- آشکارسازی وفقی LMS. 50
4-2-2- آشکارسازی وفقی RLS. 51
4-3- آشکارسازی کور 52
4-3-1- آشکارساز MOE.. 52
4-3-2- آشکارساز مبتنی بر زیرفضاها 55
4-4- آشکارساز فازی پیشنهادی.. 59
4-5- شبیه سازی.. 66
4-5-1- مقایسه روش های مبتنی بر دریافت رشته های آموزشی.. 66
4-5-2- مقایسه روش های آشکارسازی کور 69
4-5-3- روش آشکارسازی کور پیشنهاد شده 71
فصل 5 نتیجه گیری و پیشنهادات… 73
5-1- نتیجه گیری.. 74
5-2- پیشنهادات… 75
منابع و مراجع ….77
1-1- مقدمه
بهره گیری از امواج رادیویی برای ارسال اطلاعات از نقطه ای به نقطه دیگر بیش از یک قرن می باشد که مورد بهره برداری قرار گرفته می باشد. با وجود آنکه سیستم های مخابراتی تجاری و نظامی دهه هاست که مورد بهره برداری قرار گرفته اند، دهه گذشته شاهد رشد بی سابقه تقاضا برای تجهیزات مخابراتی بی سیم شخصی بوده می باشد.  این رشد بی سابقه نتیجه پیشرفت هایی می باشد که در طراحی مدارهای الکترونیکی و تکنولوژی مدارهای مجتمع رخ داده می باشد و موجب شده می باشد تا فرستنده ها و گیرنده های مخابراتی را بتوان به اندازه های بسیار کوچک و قابل حمل در آورد و در عین حال قیمت تمام شده آن ها را نیز تا حدّ مناسبی پایین آورد. هم چنین در سال های اخیر با پیشرفت های حاصل در طراحی مدارهای کم مصرف و هم چنین رشد بیشتر در فناوری های کوچک سازی[1] زمینه برای ظهور بیشتر تجهیزات مخابراتی بی سیم همه کاره[2] ای  در بازار فراهم شده می باشد که قادر به اجرا و ارائه برنامه های کاربردی هستند که نیاز به ارسال و دریافت اطلاعات با نرخ بالایی دارند. 
محبوب بودن بهره گیری از تجهیزات مخابراتی دستی با قابلیت های مختلف اطلاعاتی و چند رسانه ای از یک سو و محدود بودن منابع مخابراتی[3] نظیر پهنای باند، زمان و توان از سوی دیگر، موجب شده می باشد تا نیاز داشته باشیم سیستم های مخابراتی نوینی ارائه نماییم که در آن ها بتوانیم کاربران بیشتری را به گونه هم زمان جای داده و سرویس دهی نماییم و در عین حال بتوانیم پهنای باند مناسبی را نیز برای پوشش دادن به نیازهای ارتباطی مختلف آن ها و به صورت به محض درخواست[4] تامین نماییم. پس برای پاسخ گویی به این دو نیاز بایستی یک سیستم چند کاربره مناسب را طرح ریزی نمود.
به گونه کلی برای ایجاد یک سیستم مخابراتی چند کاربره و تخصیص منابع مخابراتی میان
کاربران متعدد، روش های مختلفی از قبیل دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانس[5]FDMA ، دسترسی چندگانه با تقسیم زمان[6] TDMA و دسترسی چندگانه با تقسیم کد[7]  CDMA مورد بهره گیری قرار می گیرند[1]. که در ادامه به معرفی این روش ها خواهیم پرداخت.
1-2-  روش های دسترسی چندگانه
برای تخصیص منابع مخابراتی میان کاربران متعدد روش های مختلفی هست که هدف آن ها از یک سو سرویس دهی مناسب به همه کاربران تحت پوشش و از سوی دیگر حداقل کردن اثر تداخلی آن ها بر روی یکدیگر می باشد. 
1-2-1- روش دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانس FDMA
ظهور مدولاسیون فرکانس رادیویی در اوایل قرن بیستم باعث گردید ارسال های رادیویی بتوانند در یک زمان و مکان یکسان وجود داشته باشند بدون آنکه بر روی یکدیگر ایجاد تداخل نمایند. این امر با بهره گیری از فرکانس های حامل[8] متفاوت امکان پذیر می گردید. این ایده در سیستم های تلفن راه دور با سیم نیز بهره گیری می گردید. دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانس، فرکانس حامل متفاوتی به هر کاربر اختصاص می دهد به گونه ای که طیف نهایی حاصل بدون هم پوشانی میان ارسال کننده های مختلف باشد(شکل 1).  
در این روش با بهره گیری از فیلترینگ میان گذر می توان به هر کدام از کانال ها یا کاربران موجود دست پیدا نمود.
از نقطه نظر پیاده سازی، با در نظر داشتن عدم وجود فیلتر ایده آل، بایستی میان کانال های مختلف در حوزه فرکانس فاصله ای را در نظر بگیریم تا بعد از فیلترینگ، سیگنال حاصل تا حدّ امکان از تداخل ناشی از سایر کانال ها تهی باشد. به این فاصله محافظ فرکانسی[9] گفته می گردد[1].
 
1-2-2- روش دسترسی چندگانه با تقسیم زمان TDMA
در تسهیم سازی زمانی، زمان به قطعات متعددی تقسیم می گردد و تعدادی از این قطعات زمانی به سیگنال دریافتی هر کانال تخصیص داده می گردد. برای جداسازی این سیگنال ها، به سادگی بایستی سوییچی در اختیار داشت تا در زمان های مناسب روی سیگنال دریافتی سوییچ کند و به این ترتیب سیگنال مطلوب را از میان تمام سیگنال های دریافتی، جدا نماید.
بایستی توجه نمود که در تکنیک FDMA نیازی به وجود هیچ گونه متناسب سازی میان کانال های مختلف نیست و آن ها می توانند در زمان دلخواه خود اقدام به ارسال نمایند. این موضوع در TDMA وجود ندارد زیرا در آن تمامی فرستنده ها و گیرنده ها بایستی به یک ساعت یکسان دسترسی داشته باشند تا بدانند در چه زمان هایی ارسال یا دریافت انجام دهند.
نکته مهم در مورد سیستم های FDMA و TDMA آن می باشد که در این سیستم ها، کاربران مختلف، در کانال های جدای بدون تداخل فعّالیّت می نمایند. از نقطه نظر فضای سیگنال[10] در مخابرات دیجیتال این تکنیک های دسترسی چندگانه به گونه ای اقدام می نمایند که کاربران مختلف نسبت به هم متعامد[11] باشند.
در روش TDMA نیز به دلیل عدم وجود گیرنده های ایده آل (هم زمانی کاملا دقیق و ایده آل) بایستی محافظ زمانی میان قطعات مختلف زمان های ارسال کاربران مختلف در نظر گرفت تا از تداخل تا جای ممکن جلوگیری به اقدام آید (شکل2).  
-2-3- دسترسی چندگانه تصادفی[12]
دسترسی چندگانه تصادفی روشی برای تسهیم سازی کانال به صورت دینامیکی می باشد. هرگاه کاربری پیامی برای ارسال داشته باشد، آن را ارسال می نماید چنان که تنها کاربر موجود در کانال باشد. اگر در اقدام نیز کاربر دیگری نیز به صورت هم زمان وجود نداشته باشد، پیام با موفقیت دریافت می گردد. با این حال، در اقدام کاربران مختلف به صورت ناهماهنگ اقدام نموده و احتمال اینکه پیام در حوزه زمان و فرکانس با دیگر ارسال ها تداخل نماید همیشه هست. در این مورد، همواره در سیستم های دسترسی چندگانه تصادفی، فرض می گردد که بایستی به ارسال کنندگان اطلاع دهیم که برخوردی[13] در پیام ها صورت گرفته می باشد و پیامشان بایستی دوباره ارسال گردد. اگر کاربران دوباره به صورت بلافاصله و یا با تاخیری یکسان اقدام به ارسال دوباره ی اطلاعات کنند، این برخورد ها می تواند به صورت مداوم تکرار گردد. برای حلّ این مسئله، کاربران دوره زمانی خاصّی را به صورت تصادفی تا ارسال مجدد منتظر می مانند. تفاوت اصلی میان روش های دسترسی چندگانه مربوط به الگوریتمی می باشد که این زمان های تاخیر را در مواقع بروز برخورد تعیین می نماید.
نخستین سیستم مخابراتی دسترسی چندگانه سیستمی موسوم به اَلوها[14]  بود که در سال 1969 پیشنهاد گردید. بعضی از شبکه های اِترنت[15] نیز نسخه ای از اَلوها را به نام دسترسی چندگانه با حسّ حامل[16] (CSMA) مورد بهره گیری قرار می دهند که در آن کاربران پیش از ارسال خود کانال را مطالعه می نمایند تا در صورت وجود ارسالی جاری در آن از فرستادن پیام اجتناب نمایند [2]. در حالت کلّی روش های دسترسی چندگانه برای کانال های با ترافیک بسیار رگباری مناسب هستند که در آن ها ارسال هم زمان چند کاربر بسیار محتمل می باشد. پیشرفت های قابل ملاحظه در این زمینه مربوط به سال های دهه ی هفتاد تا اواسط دهه ی هشتاد میلادی می باشد. روش سرکشی[17] از دیگر روش های این زمینه به شمار می رود که در آن از ارسال های هم زمان جلوگیری می گردد. در این روش گیرنده از تمامی فرستندگانی که در کانال مخابراتی موجود سهیم هستند، سرکشی به اقدام می آورد تا از آمادگی آن ها برای ارسال آگاهی یابد[2].
1-2-4- روش دسترسی چندگانه با تقسیم کد CDMA
روش های تسهیم سازی کانالی که تا اینجا معرفی گردید، مبتنی بر این فلسفه اند که اجازه ندهیم فرستنده ای بیش از یک مقدار تخصیص داده شده از قطعات زمانی یا فرکانسی را اشغال نماید.
همان گونه که تبیین دادیم، دریافت سیگنال بدون وجود تداخل بین کانالی[18]  نتیجه ارسال سیگنال های متعامد توسط فرستنده هاست. بایستی دانست که این مورد می تواند با بهره گیری از سیگنال هایی که هم در حوزه زمان و هم در حوزه فرکانس هم پوشانی دارند نیز شکل گیری یابد [31]. می توان سیگنال هایی را پیدا نمود که هم در حوزه زمان و هم در حوزه فرکانس هم پوشانی دارند امّا با این حال دگر هم بستگی آن ها یا ضرب داخلی شان که به صورت زیر تعریف می گردد، صفر می باشد.
ایده اصلی سیستم های CDMA بر این اصل استوار می باشد و در این سیستم ها به جای تخصیص باندهای فرکانسی منحصر به فرد یا زمان های ارسال خاص به کاربران، به هر کاربر سیگنالی خاص برای ارسال کردن اطلاعاتش تخصیص می دهیم. البتّه همان گونه که در فصل 2 تبیین داده خواهد گردید، نیازی نیست لزوماً از سیگنال های متعامد بر یکدیگر برای کاربران مختلف بهره گیری نماییم[14]. 
1-2-5- مقایسه روش های دسترسی چندگانه
با بهره گیری از (جدول 1) به مقایسه بعضی ویژگی های سیستم های دسترسی چندگانه معرفی شده می پردازیم.
تعداد صفحه :97
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی برق: روش های بهبود پایداری سیستم قدرت

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی برق