no-img
ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده

بهنگام سازی ضرایب وزنی آنتن های هوشمند | ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده


ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده
مطالب ویژه
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
بهنگام سازی ضرایب وزنی آنتن های هوشمند
doc
سپتامبر 5, 2019
۲۰,۰۰۰ تومان
۲۰,۰۰۰ تومان – خرید

بهنگام سازی ضرایب وزنی آنتن های هوشمند


پایان نامه آماده بهنگام سازی ضرایب وزنی آنتن های هوشمند

چکیده :

پایان نامه آماده ارایه :تداخل ایجاد شده در مخابرات بی سیم با استفاده از سیستم های مجهز به آنتن هوشمندمیتواند کاهش یابد. امروزه به دلیل انعطاف و کارایی بالا، در سیستم های راداری و مخابرات سیار مورد توجه قرار گرفته است .برای به دست آوردن الگوی تشعشعی مناسب الگوریتم های تطبیقی مختلفی وجود داردکه بر اساس یکی از معیارهای MSE،Max-SIR  یاحداقل واریانس استوارند.

هدف این  تحقیق ، ارائهی ایدههای نو جهت تخمین وزنهای آنتن آرایه تطبیقی،  مبتنی بر سرعت و جهت حرکت  منبع  سیگنال مطلوب است . در کنار این هدف، نیل به پیچیدگی کاهش یافته و افزایش سرعت تنظیم الگوی تشعشعی، با استفاده از الگوریتم تطبیقی  مبتنی بر  رشتهی آموزشی حداقل متوسط مربع خطا  (LMS) و الگوریتم تطبیقی کور پوش ثابت (CM)مد نظر است . در این تحقیق ابتدا تخمین DOA با استفاده از الگوریتم طبقه بندی سیگنال های چندگانه (MUSIC)شبیهسازی شده است . سپس الگوریتم های LMS و CM در محیط های نویزی خالص و با حضور یک و دو سیگنال تداخلی شبیه سازی شدهاند. مهمترین مزیت الگوریتم LMS سادهبودن این الگوریتم و مهمترین عیب آن سرعت همگرایی پایین بخصوص برای آرایههای با تعداد عناصر بالاست . همچنین این الگوریتم نیازمند سیگنال آموزشی است . مهمترین مزیت الگوریتم CM عدم نیاز به سیگنال آموزشی و مهمترین عیوب آن همگرایی تضمین نشده و سرعت همگرایی پایین نسبت به الگوریتم هایی است که از

پایان نامه آماده ارایه :معیار MMSE استفاده می کنند. در ادامه دو ایده ارائه شده است که عبارتند از:

١. تخمین وزنهای آرایه بر اساس جهت و سرعت حرکت منبع . در این ایده نیازی به تخمین DOA

نیست و با استفاده از موقعیت دو نقطه قبلی، موقعیت جدید تخمین و وزنها به دست میآیند. سپس در بازهی زمانی بین دو نقطه، موقعیت دقیق کاربر به دست میآیدو وزنها تخمین زده میشوند.

چون عمده پردازش ها offline است ، پیچیدگی کاهش و سرعت تنظیم الگو افزایش می یابد.

٢. روشی با پیچیدگی کاهش یافته در شکل دهی الگوی تشعشعی آرایه آنتنی. در این ایده با توجه به دو موقعیت قبلی کاربر، وزنهایی که تأثیر بیشتری در شکل دهی الگوی تشعشعی دارند مشخص شده و سپس این وزنها برای موقعیت جدید کاربر تخمین زده میشوند و شکل دهی انجام میپذیرد.

پایان نامه آماده ارایه :برای کاهش خطا، در هر مرحله وزنهای واقعی تعیین و بهنگام سازی می شوند. چون تمامی وزنها محاسبه نمی شوند وعمده محاسبات در بازهی زمانی بین دو موقعیت کاربر است ،محاسبات کاهش و سرعت تنظیم الگوی تشعشعی افزایش یافته است .

نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که کارایی این روشهانزدیک به LMS و CM متداول است .

 

مقدمه :

با معرفی تلفن همراه، در اوایل دههی هشتاد میلادی به عنوان یک وسیله ارتباطی همگانی ، سیر صعودی بهرهمندی از این گونه سیستم ها با رشد همراه بود. با گسترش استفاده از سیستم های مخابرات سیار و شبکههای بی سیم ، بخصوص در شهرهای بزرگ و مکان های پر رفت و آمد، مشکل کمبود ظرفیت نمایان شد. این کمبود با بالا رفتن توقع کاربران در کیفیت و تنوع سرویس های ارائه شده، نمود بیشتری پیدا کرد. استفاده از مخابرات باند پهن تا حدودی این مشکل را حل کرده است ، ولی در اکثر سیستم های مخابراتی و اطلاعاتی ، طراحان با کمبود پهنای باند و افزایش تداخل روبرو هستند.

پایان نامه آماده ارایه :استفاده از آنتن های آرایهای تطبیقی در سیستم های مخابراتی بی سیم و سیار سلولی ، مشکلات ناشی از تداخل ایجاد شده را کاهش می دهد. با استفاده از آنتن های آرایهای تطبیقی و تغییر وزن ها، میتوان الگوی تشعشعی را در جهت سیگنال مطلوب و صفرها را در جهت سیگنالهای مزاحم شکل دهی نمود. برای دستیابی به الگوی تشعشعی در جهتی خاص و نحوه ی کنترل و وزندهی عناصر

آرایه، الگوریتم های تطبیقی زیادی وجود دارد. این الگوریتم های تطبیقی به دو صورت است :

١- الگوریتم هایی که نیاز به یک سیگنال مرجع یا رشته آموزشی دارند و به اصطلاح الگوریتم های مبتنی بر رشتهی آموزشی  گفته می شوند.

٢- الگوریتم هایی که نیاز به یک سیگنال مرجع یا رشته آموزشی ندارند و با استفاده از الگوریتم های DOA، جهت ورود سیگنال به آرایه تخمین زده می شود و سپس از این اطلاعات در تعیین وزنهای آرایه استفاده می شود،به این الگوریتم ها، الگوریتم های کور گفته می شود.

با استفاده از الگوریتم های مناسب تخمین جهت ورود سیگنال، می توان به تخمین های قابل قبولی رسید.

با معلوم بودن جهت سیگنال کاربر، دامنه و فاز سیگنالهای دریافتی ، باعث تقویت سیگنال مطلوب و تضعیف تداخل می شوند و این خود باعث بهبود عملکرد و افزایش ظرفیت می شود.

 

پایان نامه آماده ارایه :تحقیقات مختلفی در زمینهی آنتن های هوشمند، الگوریتم های تطبیقی شکل دهی الگویتشعشعی آرایه، و نیز روشها و الگوریتم های تخمین جهت ورود سیگنال به آرایه  انجام شده است .در اینجا به

اختصار به برخی از موضوعات مطرح در این تحقیقات اشاره می شود:

  • مطالعهی عملی جبرانسازی تزویج متقابل در آنتن های آرایه ای تطبیقی
  • استفاده و بررسی الگوریتم های تطبیقی مختلف شکل دهی الگوی تشعشعی
  • بهبود الگوریتم های تطبیقی مختلف شکل دهی الگوی تشعشعی
  • ارائه الگوریتمی جهت استفاده از آنتن های آرایه ای در کانالهای با فیدینگ انتخاب فرکانسی
  • پیادهسازی آنتن هوشمند در GSM1800
  • ارائه روشهایی جدید جهت تخمین وزنهای آرایه با استفاده از ترکیب الگوریتم های تطبیقی مبتنی بر رشتهی آموزشی و کور
  • ارائه روشی جهت تخمین زاویهی ورود به آرایه برای منابع باند پهن
  • بهبود الگوریتم های تخمین زاویهی ورود به آرایه جهت منابع همدوس
  • ارائه روشی با پیچیدگی کم جهت تخمین زاویهی ورود به آرایه بر اساس کوواریانس
  • تخمین دو بعدی جهت زاویهی ورود سیگنال به آرایه

با توجه به تحقیقات اخیر دیده میشود که در اکثر این تحقیقات سرعت تنظیم الگوی تشعشعی لحاظ نگردیده است و در صورت لحاظ شدن کارایی مناسبی نداشته است .

در همین راستا هدف از این تحقیق ، ارائهی روشهایی است که پیچیدگی محاسباتی در محاسبه

وزنهای آرایه و افزایش سرعت تنظیم الگوی تشعشعی را در برخواهد داشت .

 

در این تحقیق روشهای جدیدی جهت پیش گویی وزنهای آنتن آرایهای تطبیقی و تخمین وزن –

های مؤثر آنتن آرایهای تطبیقی ، مبتنی بر سرعت و جهت حرکت با استفاده از الگوریتم های LMS و

CM ارائه شده است و بر اساس معیارهایی ارزیابی شدهاند.

ساختار کلی این پایاننامه به شرح ذیل است :

در فصل اول این تحقیق به پدیده فیدینگ ، سیستم آنتن هوشمند و مفاهیم مربوط به آنتن آرایهای

تاریخچه، نحوهی عملکرد، کاربردها، مزایا و معایب سیستم آنتن هوشمند اشاره گردیده است .

در فصل دوم، معیارهای  بهینهسازی  وزنهای آرایه MMSE،MVDR   و  Max SIR، رابطه بین  معیارهای  مختلف ، الگوریتم های  تطبیقی  مبتنی  بر  رشتهی  آموزشی  LMS، (Direct Sample Matrix Inversion)DSMI  (استفاده از میانگین زمانی به جای استفاده از میانگین آماری)، (Recursive Least Square)RLS  (استفاده از نوعی روش بازگشتی)، گوس (استفاده از بسط روش کمینه ی مربعات غیرخطی ) و الگوریتم های تطبیقی کور CM (توسط گودارد ارائه شده و از خاصیت دامنه ی ثابت بعضی ازمدولاسیون ها استفاده می کند)، (Decision Directed)DD  ( از خاصیت محدود بودن الفبای مورد استفاده در ارسال سیگنال استفاده می کند) و الگوریتم های ایستان دورهای ( از خاصیت ایستان دوری بودن سیگنال های مخابراتی استفاده می شود)، شکل دهی به الگوی تشعشعی آنتن های آرایهای بررسی و مقایسه شده است .

فصل  سوم  اختصاص به  تخمین جهت ورود سیگنال به آرایه و  الگوریتم ها  و روشهای مختلف   تخمین  طیفی  (مانندبارتلت ،  روش تأخیر و جمع ،  روش  پیش بینی خطی ،  روش  حداکثر آنتروپی  و  روش   بیشینه  درست نمایی ) و  تخمین مبتنی بر ساختار ویژه، بر اساس بردار و مقادیر ویژه ماتریس همبستگی ورودی تخمین انجام می گیرد،دارد.

فصل چهارم، شامل شبیهسازیهای الگوریتم تخمین زاویه ورود، MUSIC (مزیت اصلی این روش، ویژگی تفکیک پذیری بالاست )در شرایط مختلف ، خطای زاویهای الگوریتم های تطبیقی شکل دهی الگوی تشعشعی LMS و CM با مقادیر سیگنال به نویز مختلف و بدون سیگنال تداخلی، با یک و دو سیگنال تداخلی  است .

[unknown error.خطای ناشناخته]

استفاده از مخابرات بی سیم در سالهای اخیر بیشتر و گستردهتر شده است ، اگر چه طراحی سیستم ها و شبکههای مخابراتی بی سیم دارای بازدهی بالا، همواره کاری مشکل تر از طراحی سیستم ها و شبکههای سیمی است . به دلیل اهمیت فیدینگ در سیستم های مخابرات بیسیم ابتدا این موضوع مورد بررسی قرار گرفته است و سپس سیستم های آنتن هوشمند بررسی شده است .

١-٢) فیدینگ و تقسیم بندیهای آن

کانالهای  بی سیم بر خلاف کانالهای سیمی در معرض رفتارهای  بی قاعده و تصادفی قرار می گیرند که این پدیده فیدینگ ١نام دارد. اساساً پدیده فیدینگ به علت دریافت چند انعکاس از سیگنال ارسالی در گیرنده به وجود می آید و متأسفانه این مشکل اساسی در مخابرات بی سیم ، طراحی و به کارگیری آن را در مقایسه با کانالهای سیمی ، سخت تر می کند. فیدینگ سبب می شود که توان سیگنال دریافتی با زمان تغییر کند و استخراج اطلاعات اصلی از سیگنال دریافتی که شامل نویز و اثرات فیدینگ است کار پیچیدهای خواهد بود و در صورت استخراج سیگنال، احتمال خطا نسبت به حالت بدون فیدینگ بالاتر است .

در یک سیستم مخابراتی بی سیم سیار، یک سیگنال ارسالی از فرستنده، روی چند مسیر انعکاسی عبور می کند و به گیرنده می رسد. به این مفهوم ((چند مسیری))٢گفته می شود. این پدیده می – تواند باعث  نوساناتی در  دامنه،  فاز  یا  زاویهی ورود سیگنال دریافتی شود. به عنوان نمونه اگر یک پالس بی نهایت باریک (به طور ایده آل یک پالس ضربه) را روی یک کانال  متغیر با زمان  چند مسیره ارسال کنیم ، سیگنال دریافتی ممکن است قطاری از ضربهها شود. در نتیجه یکی از مشخصه – های محیط های چند مسیره، گستردگی زمانی ٣در سیگنال است .

به علت تغییرات زمانی در ساختار محیط و کانال انتقال، چند مسیری یک پدیدهی متغیر با زمان است . اگر عمل ارسال پالس را چندین بار تکرار کنیم می توانیم تغییرات قطار پالس دریافتی در گیرنده را مشاهده کنیم که تغییراتی در اندازه پالس ها نیز بوجود می آید. علاوه بر این ، تغییراتی نیز در تأخیرهای بین پالس ها و حتی تغییراتی در تعداد پالس ها مشاهده خواهد شد[١] و [٢].

. فیدینگ در مقیاس کوچک ١

فیدینگ در مقیاس بزرگ بیانکنندهی تضعیف متوسط توان سیگنال یا افت چند مسیری به علت حرکت روی نواحی بزرگ است . این نوع فیدینگ تحت تأثیر عوامل برجسته و بزرگ زمین ( تپهها، جنگل ها، تعداد زیادی از ساختمانها و …) بین فرستنده و گیرنده ایجاد می شود. تحت چنین عوارضی ، گیرنده سایهای از سیگنالها را نیز مشاهده خواهد کرد.

فیدینگ در مقیاس کوچک هم تغییرات قابل توجهی در دامنه و فاز سیگنال ایجاد می کند که

نتیجهی تغییرات کوچک فضایی در مقایسه با طول موج سیگنال بین فرستنده و گیرنده است . فیدینگ

در مقیاس کوچک را در دو مکانیزم مطرح کردهاند که عبارتند از:

١. گستردگی زمانی سیگنال

٢. رفتار متغیر با زمان

همانطور که می دانید در کاربردهای رادیویی بی سیم سیار، کانال متغیر با زمان است ، زیرا حرکت بین فرستنده و گیرنده باعث تغییرات در مسیر انتشار می شود. نرخ تغییرات در چنین شرایطی بیانگر سرعت فیدینگ است .

به فیدینگ در مقیاس کوچک ، ((فیدینگ ریلی ))٢نیز گفته می شود. در این نوع فیدینگ تعداد مسیرهای انعکاسی زیاد است و مؤلفه ((دید مستقیم ))٣سیگنال وجود ندارد. در این نوع فیدینگ پوش سیگنال دریافتی از لحاظ آماری دارای تابع چگالی احتمال ریلی است .

وقتی که مؤلفه غیر فیدینگی سیگنال غالب باشد (مثل مسیر دید مستقیم )، فیدینگ با مقیاس کوچک دارای تابع چگالی احتمال ((رایس ))۴خواهد بود. حرکت روی یک مسیر وسیع می تواند هر دو نوع فیدینگ با مقیاس کوچک و فیدینگ با مقیاس بزرگ را شامل شود.

به طور کلی  سه مکانیزم اساسی وجود دارد  که انتشار سیگنال  در  سیستم های مخابراتی

بی سیم سیار را تحت تأثیر قرار می دهد:

انعکاس ۵

انکسار۶

پراکندگی ٧

انعکاس در برخورد امواج الکترومغناطیس به سطوح ثابت و در ابعاد خیلی بزرگ در مقایسه

با طول موج سیگنال فرکانسی رادیویی اتفاق می افتد. انکسار هنگامی اتفاق می افتد که مسیر رادیویی

پایان نامه آماده ارایه

 

پایان نامه آماده ارایه

 



ads

درباره نویسنده

mrk kiani 44 نوشته در ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده دارد . مشاهده تمام نوشته های

مطالب مرتبط