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

چکیده

مقدمه

فصل اول‐کلیات
۱‐ ۱‐ مقدمه ای بر سیستم های OFDM و تاریخچه OFDM ……………………………….٢
۱‐ ۲‐ مقدمه ای بر شبکه های دسترسی بی سیم باند پهن و تکنولوژی WiMAX……………۵
۱‐ ۲‐ ۱‐ مسیر تکاملی استانداردهای IEEE در شبکه های BWA…………………………٧
IEEE802.16-2001 استاندارد ‐۱‐۱ ‐۲ ‐۱ ……………………………………………..۸
IEEE802.16a-2003 استاندارد ‐۲‐۱ ‐۲ ‐۱ …………………………………………… ۸
IEEE802.16d-2004 استاندارد ‐۳‐۱ ‐۲ ‐۱ …………………………………………… ۸
IEEE802.16e-2005 استاندارد ‐۴‐۱ ‐۲ ‐۱ …………………………………………… ۹
۱‐ ۳‐ مقدمه ای بر تخمین کانال و همسانسازی در سیستمهای مبتنی بر OFDM………..١٠
۱‐ ۴‐ ساختار گزارش…………………………………………………………………………١۴

فصل دوم‐ مشخصه های کانال رادیویی و مبانی تکنیک
۲‐ ۱‐ مقدمه………………………………………………………………………………….١۶
۲‐ ۲‐ مشخصه های کانال در سیستمهای مخابراتی بی سیم………………………………..١۶
۲‐ ۲‐ ۱‐ فیدینگ مقیاس بزرگ…………………………………………………………..١٧
۲‐ ۲‐ ۲‐ فیدینگ مقیاس کوچک…………………………………………………………١٨
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐ پارامترهای کانال چند مسیره……………………………………………..٢٠
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۱‐ گستره تأخیر چند مسیری ………………………………………….٢١
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۲‐ پهنای باند همدوسی ………………………………………………..٢١
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۲‐ ۱‐ فیدینگ تخت و فیدینگ انتخابگر فرکانسی ………………….٢٢
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۳‐ زمان همدوسی و گستره داپلر……………………………………….٢٣
۲‐ ۲‐ ۲‐۱‐۳‐ ۱‐ فیدینگ کند و فیدینگ تند………………………………….٢٣
۲‐ ۲‐ ۳‐ تداخل بین سمبلی و تداخل بین حاملی……………………………………….٢۴
۲‐ ۲‐ ۴‐ چند نمونه از مدلهای کاربردی کانال چند مسیره ………………………………٢۵
۲‐ ۲‐ ۵‐ اصول تکنیک مدولاسیون تقسیم فرکانسی متعامد (OFDM)………………….٢۶

فصل سوم‐ معماری لایه فیزیکی OFDM در استاندارد IEEE802.16d و مدل کانال کاربردی درWiMAX
۳‐ ۱‐ مقدمه………………………………………………………………………………….٣۵
۳‐ ۲‐ ساختار لایه فیزیکی (OFDM-PHY)OFDM در استاندارد IEEE 802.16d……….٣۵
۳‐ ۲‐ ۱‐ باند پایه………………………………………………………………………….٣۵
۳‐ ۲‐ ۲‐ باند RF ………………………………………………………………………….٣٨
۳‐ ۲‐ ۳‐ شرح و توصیف بلوکهای لایه فیزیکی باند پایه استاندارد IEEE802.16d……..٣٩
۳‐ ۲‐ ۳‐۱‐ آرایش تصادفی…………………………………………………………….٣٩
۳‐ ۲‐ ۳‐۲ تصحیح مستقیم خطا (FEC)………………………………………………٣٩
Reed-Solomon کدکننده ‐۱‐۲‐۳ ‐۲ ‐۳ …………………………………………. ۴۰
Viterbi کدگشای/ (Convolutional) کدکننده حلقوی ‐۲‐۲‐۳ ‐۲ ‐۳ …………….۴۰
Deinterleaving/Interleaving ‐۳‐۳ ‐۲ ‐۳ ……………………………ا…………….۴۱
۳‐ ۲‐ ۳‐۴ مدولاسیون/ دمدولاسیون…………………………………………………..۴٢
۳‐ ۲‐ ۳‐۵‐ ادغام سمبلها ………………………………………………………………۴٣
۳‐ ۲‐ ۳‐۶ ‐ فرستنده IFFT / گیرنده FFT …………………………………………..۴٣
۳‐ ۳‐ پارامترهای لایه فیزیکی OFDM در استاندارد IEEE802.16d………………………۴۵
۳‐ ۴‐ ساختار قاب OFDM در استاندارد IEEE802.16d …………………………………..۴٨
۳‐ ۵‐ سمبلهای راهنمای preamble در استاندارد IEEE802.16d …………………………۵٠
۳‐ ۶‐ مدل کاربردی کانال SUI در استاندارد IEEE802.16d ………………………………۵١
فصل چهارم‐ تخمین کانال
۴‐ ۱‐ مقدمه………………………………………………………………………………….۵٩
۴‐ ٢‐ انواع الگوهای توزیع سمبلهای راهنما………………………………………………….۶١
۴‐ ۲‐ ۱‐ الگوی بلوکی …………………………………………………………………….۶١
۴‐ ۲‐ ۲‐ الگوی شانه ای…………………………………………………………………..۶٢
۴‐ ۲‐ ۳‐ الگوی پراکنده……………………………………………………………………۶٢
۴‐ ۳‐ تخمین کانال در دو بعد فرکانس- زمان(دو بعدی) ……………………………………۶۵
۴‐ ۴‐ تخمین کانال در یک بعد فرکانس(یک بعدی)…………………………………………٧٠
۴‐ ۴‐ ۱‐تخمین کانال یک بعدی با توزیع سمبلهای راهنما بصورت الگوی بلوکی………..٧٠
۴‐ ۴‐ ۱‐۱‐ تخمین گر LS……………………………………………………………..٧١
۴‐ ۴‐ ۱‐۲‐ تخمین گر MMSE………………………………………………………..٧١

۴‐ ۴‐ ۱‐۲‐۱‐ روش کاهش مرتبه در حوزه زمان…………………………………..٧٣
۴‐ ۴‐ ۱‐۲‐۲‐ روش تجزیه به مقادیر منفرد(SVD) ………………………………..٧۴
۴‐ ۴‐ ۲‐ تخمین کانال یک بعدی با توزیع سمبلهای راهنما بصورت الگوی شانه ای ……٧۴
۴‐ ۴‐ ۲‐۱‐ الگوریتم LS ……………………………………………………………….٧۵
۴‐ ۴‐ ۲‐۲‐ الگوریتم MMSE ………………………………………………………….٧۵
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐ درون یابی کانال در حوزه فرکانس………………………………………..٧۶
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۱‐ درون یابی تکه ای ثابت……………………………………………..٧۶
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۲‐ درون یابی خطی…………………………………………………….٧۶
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۳‐ درون یابی مرتبه دو …………………………………………………٧٨
۴‐ ۴‐ ۲‐۳‐۴‐ درون یابی پایین گذر………………………………………………..٧٩
۴‐ ۵‐ تخمین کانال در استاندارد IEEE802.16d با استفاده از سمبلهای راهنمای preamble…ا…………………….. ۸۱

۴‐ ۶‐ پیچیدگی محاسباتی تخمین گرها…………………………………………………….٨٢
۴‐ ۷‐ تخمین گر پیشنهادی به روش MMSE با پیچیدگی محاسباتی کم………………….٨٣
۴‐ ۷‐ ۱‐ مزایای روش کاهش مرتبه در حوزه فرکانس (روش MMSE پیشنهادی) نسبت به
روش کاهش مرتبه در حوزه زمان…………………………………………………………٩٢
۴‐ ۸‐ همسان سازی………………………………………………………………………….٩٣
فصل پنجم‐ بررسی نتایج شبیه سازی
۵‐ ١‐ مقدمه……………………………………………………………………………………١
۵‐ ٢‐ شبیه سازی سیستمIEEE802.16d با مدل کانال AWGN ………………………….٩٨
۵‐ ۳‐ شبیه سازی سیستم کدنشده IEEE802.16d با مدل کانال انتخابگر فرکانسی…….١٠۴
۵‐ ۴‐ کارایی الگوریتمهای LS و MMSE…………………………………………………..١٠۶
۵‐ ۵‐ کارایی سیستم در حالت کد شده……………………………………………………١١٧
۵‐ ۶‐ کارآیی سیستم با تخمین گر MMSE پیشنهادی با پیچیدگی محاسباتی کم………١٢٠
۵‐ ۶‐۱‐ MMSE ایده آل و روش MMSE پیشنهادی …………………………………١٢٣

فصل ششم‐ نتیجه گیری و پیشنهاد
۶‐ ۱‐ نتیجه گیری……………………………………………………………………………..١
۶‐ ۲‐ پیشنهادات و کارهای آتی……………………………………………………………١٢٨

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

چکیده

در این پروژه لایه فیزیکی استانداردIEEE802.16d که آخـرین نـسخه از اسـتانداردهای سیـستم
دسترسی باند پهن ثابت بی سیم که به نام تجاری و صنعتیWIMAX شناخته شـده اسـت مـورد
بررسی وشبیه سازی قرار گرفته است.
با توجه به ضرورت استفاده از تخمین کانال در سیستمهای با آشـکار سـازی همـدوس کـه شـامل
سیستم مورد نظر ما نیـز مـی شـود، الگوریتمهـای تخمـین کانـال مبتنـی بـر سـمبلهای راهنمـا (Pilot-based) که یکی از متداول ترین روشهای تخمین کانال در سیستمهای بی سیم می باشـد
با بکارگیری کانال AWGN وکانال چند مسیره مورد مطالعه قرار گرفته است.
لایه فیزیکی استانداردIEEE802.16d که مبتنی بر تکنیکOFDM می باشد همـراه بـا کـدینگ
کانال و بدون کدینگ کانال مورد شبیه سازی قرار گرفته و الگوریتمهای مختلف تخمین کانال بـر
روی آن پیاده سازی شـده اسـت. کـارآیی الگوریتمهـای مختلـف بـر روی ایـن سیـستم براسـاس
معیارهایMSE وBER مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته و یک روش تخمین کانـال بـا کمتـرین
پیچیدگی محاسباتی و کارآیی مطلوب پیشنهاد و بکارگیری آن در سیستم مورد نظر شبیه سـازی
شده است.

مقدمه

از خصوصیات سیستمهای OFDM تقسیم یک کانال فیدینگ باند پهن با رفتار انتخابگر فرکانسی١
به تعداد زیادی زیر کانال باند باریک با مشخصه فیدینگ تخت می باشد. فیدینگهای شدید و
تضعیف در کانال چند مسیری می تواند موجب شود که بعضی از زیر کانالها، نسبت سیگنال به
نویز(SNR) خیلی کمتری داشته باشند و در نتیجه کارایی احتمال خطای بیت(BER) کلی کاهش
یابد. بنابراین لازم است که اثرات مخرب کانال به نحوی درگیرنده جبران شود. همچنین استفاده از
مدولاسیونهای با سطوح بالا نظیر ۶۴QAM, 16QAM و ۲۵۶QAM که در کاربردهای سیستمهایی
با نرخ بالا مانند سیستمهای BWA مورد نیاز است، شرایط را بدتر نیز می کند. از اینرو لازم است در
کارایی BER این سیستمها که از آشکار سازی همدوس بر روی زیر کانالها استفاده می کنند بهبود
ایجاد شود. به همین دلیل استفاده از تخمین گر کانال و همسانساز مناسب در گیرنده لازم و
ضروری می باشد.
در سیستمهای مخابراتی آشکار سازی به دو صورت همدوس٢ و غیر همدوس٣ انجام می گیرد.
بطور کلی در سیستمهایی که نویزپذیری محدودی دارند و تداخل کانالهای مشترک در آنها کم
می باشد، بکارگیری دمدولاسیون و آشکار سازی همدوس ضمن استفاده از تخمین گر کانال بسیار
مفیدتر و کاراتر از بکارگیری دمدولاسیون تفاضلی جهت آشکار سازی می باشد که این افزایش
کارایی در صورت استفاده از آشکار سازی همدوس با تخمین گر کانال در حدود dB۳‐۵/۲ بهره
در نسبت سیگنال به نویز(SNR) بجای استفاده از آشکارسازی(دمدولاسیون) غیر همدوس می باشد.
همان طور که بیان شد آشکارسازی همدوس نیاز به اطلاعاتی از وضعیت کانال١ (CSI) در گیرنده
دارد. به همین جهت روش مناسبی جهت تخمین کانال در گیرنده باید بکار گرفته شود تا با در
دست داشتن اطلاعات کانال گیرنده بتواند بیتهای ارسالی را که در اثر عبور از کانال بی سیم
انتخابگر فرکانس و یا متغیر با زمان دچار چرخش فاز و یا اعوجاج دامنه شدند را دقیق تر و بهتر
شناسایی و آشکار کند.
بطور کلی سه روش برای تخمین کانال می توان بکار برد:
۱‐ روش مبتنی بر سمبلهای راهنما، ۲‐روش کور، ۳‐روش نیمه کور (ر.ک بخش ۱‐۳).
در این پروژه تخمین کانال با استفاده از روش مبتنی برسمبلهای راهنما در استاندارد (WiMAX(IEEE802.16d که مبتنی بر تکنیک OFDM است مورد بحث و بررسی قرار خواهد
گرفت.

نتیجه گیری

در این پروژه شبکه های دسترسی باند پهن و سیستم WiMAX بر اساس نسخ استاندارد IEEE802.16 بطور خلاصه معرفی شد و استاندارد IEEE802.16d بطور کامل با شبیه سازی مدل
باند پایه لایه فیزیکی OFDM این استاندارد و مدل کانال SUI که یک مدل کاربردی در
شبکه های دسترسی باند پهن ثابت می باشد بررسی شد همچنین کارایی سیستم بر اساس
مدولاسیونهای مختلف همراه با کدینگ کانال و بدون کدینگ کانال و بکارگیری الگوریتمهای
تخمین کانال مبتنی بر سمبلهای راهنما ارزیابی و مقایسه شد. مقایسه پیچیدگی محاسباتی و
کارایی الگوریتمهای مختلف برای تخمین کانال و بکارگیری آنها در چنین سیستمی نشان می دهد
که تخمین گر MMSE کارآیی بسیار مطلوبتری نسبت به تخمین گر LS دارد ولی در عوض
پیچیدگی محاسباتی آن بسیار زیاد می باشد.
مقایسه کارآیی سیستم با بکارگیری الگوریتمهای تخمین کانال بر روی دو مدل کانال SUI-1 و SUI-4 نشان داد که کارآیی سیستم در مدل کانال SUI-4 به دلیل بزرگتر بودن گستره
تأخیر نسبت به مدل کانال SUI-1 نامطلوبتر می 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

آخرین مطالب

مطالب مرتبط