ارزیابی وشبیه سازی الگوریتم های تخمین کانال Pilot-Based در سیستم WiMAX/IEEE802.16 مبتنی بر استاندارد OFDM – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:214
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

ارزیابی وشبیه سازی الگوریتم های تخمین کانال Pilot-Based در سیستم WiMAX/IEEE802.16 مبتنی بر استاندارد OFDM – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

چكيده

مقدمه

فصل اول‐كليات
۱‐ ۱‐ مقدمه اي بر سيستم هاي OFDM و تاريخچه OFDM ……………………………….٢
۱‐ ۲‐ مقدمه اي بر شبكه هاي دسترسي بي سيم باند پهن و تكنولوژي WiMAX……………٥
۱‐ ۲‐ ۱‐ مسير تكاملي استانداردهاي IEEE در شبكه هاي BWA…………………………٧
IEEE802.16-2001 استاندارد ‐۱‐۱ ‐۲ ‐۱ ……………………………………………..8
IEEE802.16a-2003 استاندارد ‐۲‐۱ ‐۲ ‐۱ …………………………………………… 8
IEEE802.16d-2004 استاندارد ‐۳‐۱ ‐۲ ‐۱ …………………………………………… 8
IEEE802.16e-2005 استاندارد ‐۴‐۱ ‐۲ ‐۱ …………………………………………… 9
۱‐ ۳‐ مقدمه اي بر تخمين كانال و همسانسازي در سيستمهاي مبتني بر OFDM………..١٠
۱‐ ۴‐ ساختار گزارش…………………………………………………………………………١٤

فصل دوم‐ مشخصه هاي كانال راديويي و مباني تكنيك
۲‐ ۱‐ مقدمه………………………………………………………………………………….١٦
۲‐ ۲‐ مشخصه هاي کانال در سيستمهاي مخابراتي بي سيم………………………………..١٦
۲‐ ۲‐ ۱‐ فيدينگ مقياس بزرگ…………………………………………………………..١٧
۲‐ ۲‐ ۲‐ فيدينگ مقياس کوچک…………………………………………………………١٨
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐ پارامترهاي کانال چند مسيره……………………………………………..٢٠
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۱‐ گستره تأخير چند مسيري ………………………………………….٢١
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۲‐ پهناي باند همدوسي ………………………………………………..٢١
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۲‐ ۱‐ فيدينگ تخت و فيدينگ انتخابگر فرکانسي ………………….٢٢
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۳‐ زمان همدوسي و گستره داپلر……………………………………….٢٣
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۳‐ ۱‐ فيدينگ کند و فيدينگ تند………………………………….٢٣
۲‐ ۲‐ ۳‐ تداخل بين سمبلي و تداخل بين حاملي……………………………………….٢٤
۲‐ ۲‐ ۴‐ چند نمونه از مدلهاي کاربردي کانال چند مسيره ………………………………٢٥
۲‐ ۲‐ ۵‐ اصول تکنيک مدولاسيون تقسيم فرکانسي متعامد (OFDM)………………….٢٦

فصل سوم‐ معماری لايه فيزيکی OFDM در استاندارد IEEE802.16d و مدل کانال کاربردی درWiMAX
۳‐ ۱‐ مقدمه………………………………………………………………………………….٣٥
۳‐ ۲‐ ساختار لايه فيزيکي (OFDM-PHY)OFDM در استاندارد IEEE 802.16d……….٣٥
۳‐ ۲‐ ۱‐ باند پايه………………………………………………………………………….٣٥
۳‐ ۲‐ ۲‐ باند RF ………………………………………………………………………….٣٨
۳‐ ۲‐ ۳‐ شرح و توصيف بلوکهاي لايه فيزيکي باند پايه استاندارد IEEE802.16d……..٣٩
۳‐ ۲‐ ۳‐۱‐ آرايش تصادفي…………………………………………………………….٣٩
۳‐ ۲‐ ۳‐۲ تصحيح مستقيم خطا (FEC)………………………………………………٣٩
Reed-Solomon كدكننده ‐۱‐۲‐۳ ‐۲ ‐۳ …………………………………………. 40
Viterbi كدگشاي/ (Convolutional) کدكننده حلقوي ‐۲‐۲‐۳ ‐۲ ‐۳ …………….40
Deinterleaving/Interleaving ‐۳‐۳ ‐۲ ‐۳ ……………………………ا…………….41
۳‐ ۲‐ ۳‐۴ مدولاسيون/ دمدولاسيون…………………………………………………..٤٢
۳‐ ۲‐ ۳‐۵‐ ادغام سمبلها ………………………………………………………………٤٣
۳‐ ۲‐ ۳‐۶ ‐ فرستنده IFFT / گيرنده FFT …………………………………………..٤٣
۳‐ ۳‐ پارامترهاي لايه فيزيکي OFDM در استاندارد IEEE802.16d………………………٤٥
۳‐ ۴‐ ساختار قاب OFDM در استاندارد IEEE802.16d …………………………………..٤٨
۳‐ ۵‐ سمبلهاي راهنماي preamble در استاندارد IEEE802.16d …………………………٥٠
۳‐ ۶‐ مدل کاربردي کانال SUI در استاندارد IEEE802.16d ………………………………٥١
فصل چهارم‐ تخمين كانال
۴‐ ۱‐ مقدمه………………………………………………………………………………….٥٩
۴‐ ٢‐ انواع الگوهاي توزيع سمبلهاي راهنما………………………………………………….٦١
۴‐ ۲‐ ۱‐ الگوي بلوکي …………………………………………………………………….٦١
۴‐ ۲‐ ۲‐ الگوي شانه اي…………………………………………………………………..٦٢
۴‐ ۲‐ ۳‐ الگوي پراکنده……………………………………………………………………٦٢
۴‐ ۳‐ تخمين کانال در دو بعد فرکانس- زمان(دو بعدي) ……………………………………٦٥
۴‐ ۴‐ تخمين کانال در يک بعد فرکانس(يک بعدي)…………………………………………٧٠
۴‐ ۴‐ ۱‐تخمين کانال يک بعدي با توزيع سمبلهاي راهنما بصورت الگوي بلوکي………..٧٠
۴‐ ۴‐ ۱‐۱‐ تخمين گر LS……………………………………………………………..٧١
۴‐ ۴‐ ۱‐۲‐ تخمين گر MMSE………………………………………………………..٧١

۴‐ ۴‐ ۱‐۲‐۱‐ روش کاهش مرتبه در حوزه زمان…………………………………..٧٣
۴‐ ۴‐ ۱‐۲‐۲‐ روش تجزيه به مقادير منفرد(SVD) ………………………………..٧٤
۴‐ ۴‐ ۲‐ تخمين کانال يک بعدي با توزيع سمبلهاي راهنما بصورت الگوي شانه اي ……٧٤
۴‐ ۴‐ ۲‐۱‐ الگوريتم LS ……………………………………………………………….٧٥
۴‐ ۴‐ ۲‐۲‐ الگوريتم MMSE ………………………………………………………….٧٥
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐ درون يابي کانال در حوزه فرکانس………………………………………..٧٦
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۱‐ درون يابي تکه اي ثابت……………………………………………..٧٦
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۲‐ درون يابي خطي…………………………………………………….٧٦
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۳‐ درون يابي مرتبه دو …………………………………………………٧٨
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۴‐ درون يابي پايين گذر………………………………………………..٧٩
۴‐ ۵‐ تخمين کانال در استاندارد IEEE802.16d با استفاده از سمبلهاي راهنماي preamble…ا…………………….. 81

۴‐ ۶‐ پيچيدگي محاسباتي تخمين گرها…………………………………………………….٨٢
۴‐ ۷‐ تخمين گر پيشنهادي به روش MMSE با پيچيدگي محاسباتي كم………………….٨٣
۴‐ ۷‐ ۱‐ مزاياي روش كاهش مرتبه در حوزه فركانس (روش MMSE پيشنهادي) نسبت به
روش كاهش مرتبه در حوزه زمان…………………………………………………………٩٢
۴‐ ۸‐ همسان سازي………………………………………………………………………….٩٣
فصل پنجم‐ بررسي نتايج شبيه سازي
٥‐ ١‐ مقدمه……………………………………………………………………………………١
٥‐ ٢‐ شبيه سازي سيستمIEEE802.16d با مدل كانال AWGN ………………………….٩٨
۵‐ ۳‐ شبيه سازي سيستم كدنشده IEEE802.16d با مدل كانال انتخابگر فركانسي…….١٠٤
۵‐ ۴‐ كارايي الگوريتمهاي LS و MMSE…………………………………………………..١٠٦
۵‐ ۵‐ كارايي سيستم در حالت كد شده……………………………………………………١١٧
۵‐ ۶‐ كارآيي سيستم با تخمين گر MMSE پيشنهادي با پيچيدگي محاسباتي كم………١٢٠
۵‐ ۶‐۱‐ MMSE ايده آل و روش MMSE پيشنهادي …………………………………١٢٣

فصل ششم‐ نتيجه گيري و پيشنهاد
۶‐ ۱‐ نتيجه گيري……………………………………………………………………………..١
۶‐ ۲‐ پيشنهادات و كارهاي آتي……………………………………………………………١٢٨

مراجع………………………………………………………………………………………… ۱۳۰

چكيده

در اين پروژه لايه فيزيكي استانداردIEEE802.16d كه آخـرين نـسخه از اسـتانداردهاي سيـستم
دسترسي باند پهن ثابت بي سيم كه به نام تجاري و صنعتيWIMAX شناخته شـده اسـت مـورد
بررسي وشبيه سازي قرار گرفته است.
با توجه به ضرورت استفاده از تخمين كانال در سيستمهاي با آشـكار سـازي همـدوس كـه شـامل
سيستم مورد نظر ما نيـز مـي شـود، الگوريتمهـاي تخمـين كانـال مبتنـي بـر سـمبلهاي راهنمـا (Pilot-based) كه يكي از متداول ترين روشهاي تخمين كانال در سيستمهاي بي سيم مي باشـد
با بكارگيري كانال AWGN وكانال چند مسيره مورد مطالعه قرار گرفته است.
لايه فيزيكي استانداردIEEE802.16d كه مبتني بر تكنيكOFDM مي باشد همـراه بـا كـدينگ
كانال و بدون كدينگ كانال مورد شبيه سازي قرار گرفته و الگوريتمهاي مختلف تخمين كانال بـر
روي آن پياده سازي شـده اسـت. كـارآيي الگوريتمهـاي مختلـف بـر روي ايـن سيـستم براسـاس
معيارهايMSE وBER مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته و يك روش تخمين كانـال بـا كمتـرين
پيچيدگي محاسباتي و كارآيي مطلوب پيشنهاد و بكارگيري آن در سيستم مورد نظر شبيه سـازي
شده است.

مقدمه

از خصوصيات سيستمهاي OFDM تقسيم يك كانال فيدينگ باند پهن با رفتار انتخابگر فركانسي١
به تعداد زيادي زير كانال باند باريك با مشخصه فيدينگ تخت مي باشد. فيدينگهاي شديد و
تضعيف در كانال چند مسيري مي تواند موجب شود كه بعضي از زير كانالها، نسبت سيگنال به
نويز(SNR) خيلي كمتري داشته باشند و در نتيجه كارايي احتمال خطاي بيت(BER) كلي كاهش
يابد. بنابراين لازم است كه اثرات مخرب كانال به نحوي درگيرنده جبران شود. همچنين استفاده از
مدولاسيونهاي با سطوح بالا نظير 64QAM, 16QAM و 256QAM كه در كاربردهاي سيستمهايي
با نرخ بالا مانند سيستمهاي BWA مورد نياز است، شرايط را بدتر نيز مي كند. از اينرو لازم است در
كارايي BER اين سيستمها كه از آشكار سازي همدوس بر روي زير كانالها استفاده مي كنند بهبود
ايجاد شود. به همين دليل استفاده از تخمين گر كانال و همسانساز مناسب در گيرنده لازم و
ضروري مي باشد.
در سيستمهاي مخابراتي آشكار سازي به دو صورت همدوس٢ و غير همدوس٣ انجام مي گيرد.
بطور كلي در سيستمهايي كه نويزپذيري محدودي دارند و تداخل كانالهاي مشترك در آنها كم
مي باشد، بكارگيري دمدولاسيون و آشكار سازي همدوس ضمن استفاده از تخمين گر كانال بسيار
مفيدتر و كاراتر از بكارگيري دمدولاسيون تفاضلي جهت آشكار سازي مي باشد كه اين افزايش
كارايي در صورت استفاده از آشكار سازي همدوس با تخمين گر كانال در حدود dB۳‐۵/۲ بهره
در نسبت سيگنال به نويز(SNR) بجاي استفاده از آشكارسازي(دمدولاسيون) غير همدوس مي باشد.
همان طور كه بيان شد آشكارسازي همدوس نياز به اطلاعاتي از وضعيت كانال١ (CSI) در گيرنده
دارد. به همين جهت روش مناسبي جهت تخمين كانال در گيرنده بايد بكار گرفته شود تا با در
دست داشتن اطلاعات كانال گيرنده بتواند بيتهاي ارسالي را كه در اثر عبور از كانال بي سيم
انتخابگر فركانس و يا متغير با زمان دچار چرخش فاز و يا اعوجاج دامنه شدند را دقيق تر و بهتر
شناسايي و آشكار كند.
بطور کلي سه روش براي تخمين کانال مي توان بکار برد:
۱‐ روش مبتني بر سمبلهاي راهنما، ۲‐روش کور، ۳‐روش نيمه کور (ر.ک بخش ۱‐۳).
در اين پروژه تخمين کانال با استفاده از روش مبتني برسمبلهاي راهنما در استاندارد (WiMAX(IEEE802.16d كه مبتني بر تكنيك OFDM است مورد بحث و بررسي قرار خواهد
گرفت.

نتيجه گيري

در اين پروژه شبكه هاي دسترسي باند پهن و سيستم WiMAX بر اساس نسخ استاندارد IEEE802.16 بطور خلاصه معرفي شد و استاندارد IEEE802.16d بطور كامل با شبيه سازي مدل
باند پايه لايه فيزيكي OFDM اين استاندارد و مدل كانال SUI كه يك مدل كاربردي در
شبكه هاي دسترسي باند پهن ثابت مي باشد بررسي شد همچنين كارايي سيستم بر اساس
مدولاسيونهاي مختلف همراه با كدينگ كانال و بدون كدينگ كانال و بكارگيري الگوريتمهاي
تخمين كانال مبتني بر سمبلهاي راهنما ارزيابي و مقايسه شد. مقايسه پيچيدگي محاسباتي و
كارايي الگوريتمهاي مختلف براي تخمين كانال و بكارگيري آنها در چنين سيستمي نشان مي دهد
كه تخمين گر MMSE كارآيي بسيار مطلوبتري نسبت به تخمين گر LS دارد ولي در عوض
پيچيدگي محاسباتي آن بسيار زياد مي باشد.
مقايسه كارآيي سيستم با بكارگيري الگوريتمهاي تخمين كانال بر روي دو مدل كانال SUI-1 و SUI-4 نشان داد كه كارآيي سيستم در مدل كانال SUI-4 به دليل بزرگتر بودن گستره
تأخير نسبت به مدل كانال SUI-1 نامطلوبتر مي باشد

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت