دانشكده تحصیلات تكمیلی

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

بررسی و شبیه سازی الگوریتم های سنكرونیزاسیون در سیستم های OFDM

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چكیده
انتشار چند مسیره از مهمترین عوامل محدود كننده ارسال اطلاعات با نرخ بیت بالاست. OFDM یکی از مناسبترین تكنیک های ارسال با نرخ بیت بالا از طریق كانال های انتخابگر فركانسی است كه با تقسیم سمبل های ارسالی بین چندین زیر حامل وارسال همزمان آنها در مقابله با انتشار چند مسیره بسیار مقاوم وكاراست. با رشد روز افزون سیستم های پرظرفیت، كاربردهای این تكنیک روز به روز افزایش می یابد. با این حال روش OFDM مشكلاتی از قبیل حساسسیت به خطاهای همزمانی فركانسی و زمانی و نویز فاز و بزرگی نسبت حداكثرتوان به توان متوسط (PAPR) را نیز به همراه دارد.
سنكرونیزاسیون مهمترین موضوع در تمام سیستمهای مخابرات دیجیتال خصوصاً در سیستم های OFDM است. خطاهای سنكرونیزاسیون نه تنها باعث تداخل بین سمبلها (ISI) می شود بلكه باعث تداخل بین حاملها (ICI) نیز می شود. در این پروژه ابتدا به معرفی سیستم OFDM می پردازیم سپس مشكلات عدم همزمانی در OFDM و انواع سنكرونیزاسیون در OFDM را بیان می كنیم. در نهایت به بررسی و شبیه سازی الگوریتم تخمین همزمانی سمبل بااستفاده از پیشوند تناوبی می پردازیم و بعد الگوریتم تخمین همزمانی سمبل با بهره گرفتن از سمبل آموزشی ویژه را شبیه سازی می كنیم. برای این كار ابتدا به معرفی یک متریک زمانی برای سمبل آموزشی ویژه می پردازیم و با بهره گرفتن از آن نقطه شروع سمبل OFDM را به دست می آوریم. سپس با اصلاح متریک زمانی كه منجر به تعریف متریک زمانی دوم می شود سطح نامشخص تخمین انحراف زمانی را كاهش می دهیم. همچنین

 عملكرد بهتر روش سنكرونیزاسیون زمانی دوم نسبت به روش اول با نمودارهای BER و SER برحسب SNR های مختلف بررسی شده است.

مقدمه
دورنمای مخابرات نایل شدن به تكنیک هایی است كه نرخ انتقال بالای اطلاعات را در محیط های مختلف بی سیم فراهم آورد. این محیط ها می توانند شامل مشخصه های چند مسیرگی، فیدینگ، نویز جمع شونده، و بالاخره تغییرات زمانی كانال و یا به عبارتی شیفت داپلر باشند. امواج الكترومغناطیسی با مشخصه های مناسب انتشار در فضا، امكان ایجاد ارتباط بی سیم را تا مسافتهای چندین كیلومتری با سرعت و پهنای باند مختلف فراهم می كنند. سیستمهای پخش گسترده رادیویی و تلویزیونی با برد بالا نمونه هایی از كاربرد چنین سیستم هایی هستند. نسل اول سیستمهای بی سیم (بخصوص مخابرات سیار) تا سال 1990، به منظور ایجاد ارتباط صوتی و ارسال داده با حداكثر نرخ بیت 2.4kbps استفاده می شد. درچند سال اخیر مخابرات بی سیم رشد چشم گیری داشته است. نرخ رو به رشد فناوریهای تلفنهای سیار، شبكه های WLAN و اینترنت موجب افزایش تقاضا جهت كسب ظرفیت بالا در شبكه های بی سیم گشته است. در حال حاضر اكثر سیستم های WLAN از استاندارد IEEE802.11 استفاده می كنند كه حداكثر نرخ داده ای به اندازه 11Mbps را ارائه می دهند. استاندارد های جدیدتر WLAN مثل IEEE 802.11.a كه مبتنی بر فناوری OFDM هستند نرخ داده های بالاتر از 54Mbps را حمایت می كنند. درآینده نه چندان دور سیستم های WLAN به

این مطلب را هم بخوانید :

بایگانی‌های مقالات و پایان نامه ها - خوشفکری - مرجع ایده ها و آموزش های علمی

 پهنای باندی بیشتر از 100Mbps نیازمند خواهند بود. بنابراین اصلاح طیفی و افزایش ظرفیت داده در سیستم های OFDM در كاربردهای WLAN بسیار با اهمیت است. همگرایی سرویس های دسترسی به اینترنت و فناوری مخابرات سیار با كاربردهای چند رسانه ای صوت و تصویر كیفیت بالا در آینده نزدیک دیده می شود. مخابرات سیار نسل دوم (2G) مانند GSM سرعت های خیلی پایینی برای ارسال داده (9.6 – 14.4 kbps) فراهم آورده و هزینه بالایی در بر دارند كه در نتیجه، سودمندی این سرویس را كاهش می دهد. هدف مخابرات سیار نسل سوم و چهارم فراهم آوردن محدوده وسیعی از سرویس ها با نرخ داده بالا از قبیل ارائه سرویس های صوتی و تصویری باكیفیت بالا روی مخابرات سیار ، تلفن های تصویری و دسترسی پرسرعت به اینترنت است. سیستم های مخابرات سیار نسل سوم (3G) مانند UMTS نرخ داده بالاتری (64kbps-2Mbps) نسبت به  مخابرات سیار های نسل دوم مانند IS-95 و GSM ارائه می دهند. همچنین سیستم مخابرات سیار نسل دوم فقط جهت سرویس های صوتی منظور شده است در حالی كه سیستم مخابرات سیار نسل سوم به سرویس های داده علاوه بر صوت تمایل دارد. سیستم مخابرات سیار نسل سوم از W-CDMA به عنوان روش مدولاسیون استفاده می كند. این مدولاسیون مقاومت خوبی در برابر اثرات چند مسیری داشته و همچنین نرخ داده انعطاف پذیر و راندمان طیف بالائی را داراست. نرخ داده بالاتر سبب ایجاد سرویس های جدیدتر از قبیل ارتباط بی سیم كامپیوترها، گزارش گیری از راه دور، دوربین های بی سیم مبتنی بر web و سیستم های هدایتگر اتومبیل روی اتصال دائمی شبكه، شده است.

تقاضای استفاده از طیف رادیویی به شدت در حال افزایش است و سیستم های مخابرات سیار زمینی فقط یكی از چند كاربرد رقیب برای پهنای باند مقتضی هستند. این كاربردها نیازمند بودند كه سیستم رادیویی مربوطه به صورت مطمئن محیط های با دید غیرمستقیم (NLOS) با فاصله انتشار 0.5-30Km و سرعتی حدود 100km/hr یا بیشتر را حمایت كند و چنانچه در فركانسی بالای فركانس مربوطه عمل شود افت مسیر زیادی خواهیم داشت و همچنین شیفت داپلر بالاتر، در سرعت های بالا نیز اضافه خواهد شد. از محدودیت های مهم سیستم مخابرات سیار نسل سوم ارائه سرویس با نرخ بیت بالا ولی با هزینه بالاست.
OFDM كاندیدای لایه فیزیكی سیستمهای مخابرات سیار نسل چهارم (4G) است. در حال حاضر تحقیقات زیادی روی سیستمهای مخابرات سیار نسل چهارم در حال انجام است. این سیستمها احتمالاً بین سال های