مقاله : استفاده از تکنیک OFDM در سیستم رادیو هوشمند

اختصاصی از فایلکو مقاله : استفاده از تکنیک OFDM در سیستم رادیو هوشمند دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان مقاله : استفاده از تکنیک OFDM در سیستم رادیو هوشمند

قالب بندی : پاورپوینت

شرح مختصر : در واقع OFDM   مدل تصحیح شده مدولاسیون Multi Tone می باشد و مزیت آن بحث تعامد در آن می باشد، بدین صورت که زیر حامل ها دو به دو با یکدیگر متعامد هستند. این مدولاسیون عملیات مالتی پلکسینگ را به صورت متعامد انجام می دهد. در سیستم رادیو هوشمند، استفاده از پهنای باند به صورت فرصت طلبانه می باشد. این سیستم ، استفاده کننده را قادر می سازد که: مشخص کند که چه بخشی از پهنای باند آزاد است و در بخش هایی از فرکانس که متعلق به استفاده کنندگان مجاز می باشد، فعالیت می کند تا بتواند حضور استفاده کنندگان مجاز را تشخیص دهد. (Spectrum sensing)

فهرست :

چکیده

مقدمه

چرا OFDM برای رادیو هوشمند مورد مناسبی است

Spectrum sensing

Spectrum shaping

Adapting to the Environment

Adapting to the Environment

Multiple Accessing And Spectral Allocation

Interoperability

بررسی و مقایسه روش های مختلف کاهش PAR در OFDM

اختصاصی از فایلکو بررسی و مقایسه روش های مختلف کاهش PAR در OFDM دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

مدولاسیون چند حاملی OFDM به دلیل ویژگی های خوبی که برای ارتباطات بی سیم دارد اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته و برای پخش رادیویی و تلویزیونی و شبکه های محلی استاندارد گردیده است. در کنار مزایایی که OFDM دارد برخی معایب باعث شده که استفاده کردن از آن با مشکل مواجه شود.

سیگنال OFDM از جمع چندین کانال فرکانسی که دامنه و فازهای اتفاقی و مستقل از هم دارند ساخته می شود. با توجه به اینکه تعداد حامل های به کار رفته، N، زیاد می باشد در زمان هایی که کانال ها فاز یکسانی دارند دامنه آنها با یکدیگر جمع شده و دامنه سیگنال OFDM خیلی بزرگ می شود. این دامنه بزرگ پیک هایی را به وجود می آورد که در سیستم هایی نظیر D/A و HPA که رنج دینامیکی محدودی دارند برش خورده و در نتیجه باعث گسترش طیف می گردد. بعلاوه، برش خوردن سیگنال ایجاد ICI و ISI نموده و باعث افزایش BER می گردد. برای ارزیابی دامنه سیگنال OFDM نسبت حداکثر توان به متوسط توان موسوم به PAR، به عنوان معیار مقایسه مطرح گردیده است.

هدف از این پروژه بررسی و مقایسه روش هایی است که برای کاهش PAR سیگنال OFDM به کار برده می شود.

در این پروژه ابتدا مشخصه مدولاسیون چند حاملی OFDM بیان گردیده و سپس مشخصه آماری PAR بررسی و روابط تئوری آن به دست آمده است. سپس روش های کاهش PAR معرفی و شبیه سازی آنها در محیط Matlab انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی این روش ها با نتایج به دست آمده از روابط تئوری مقایسه گردیده و عملکرد هر روش با توجه به میزان تاثیرگذاری آن بر کاهش PAR و اثرات آن بر پارامترهای دیگر نظیر بار محاسباتی، پیچیدگی سخت افزار، مشخصه BER و توان افزوده شده بررسی شده و با یکدیگر مقایسه شده است.

مقدمه

انتقال اطلاعات در مخابرات دیجیتال به دو صورت تک حاملی و چند حاملی انجام می شود. در حالت مدولاسیون تک حاملی اطلاعات به طور سریال بر روی یک حامل فرکانسی قرار می گیرد در صورتی که در چند حاملی اطلاعات از طریق چند حامل فرکانسی ارسال می گردد. استفاده از مدولاسیون چند حاملی از دهه 1950 آغاز گردید و از همان زمان ایده استفاده از حامل ها به صورت همپوش مطرح شد و در دهه 1970 در آمریکا به این موضوع بسیار توجه گردید. امروزه این تکنولوژی در زمینه های مختلف نظیر ADSL و VDSL و… به کار رفته و از سوی ETSI برای پخش رادیویی (DAB) و پخش تلویزیونی (DVB) استاندارد گردیده است. این تکنولوژی برای شبکه های محلی بی سیم و به طور مشخص HiperLAN/2 و IEEE 802-11 مطرح گردیده و اخیرا به عنوان یک کاندید برای نسل چهارم تلفن های همراه پیشنهاد شده است.

در مدولاسیون چند حاملی برای اینکه راندمان پهنای باند افزایش یابد از حامل های متعامد استفاده می شود به طوری که در طول باند فرکانسی با یکدیگر همپوشانی دارند. مدولاسیون چند حاملی با حامل های متعامد OFDM نامیده می شود. در OFDM رشته اطلاعات اصلی با طول Ts که ناشی از مدولاسیون دیجیتال نظیر QAM می باشد که به N کانال موازی ارسال شده و با حامل فرکانسی آن کانال مدوله می شود. باند فرکانسی بین دو کانال مجاور برابر با 1/T است که در آن T طول سمبول OFDM است و N برابر طول سمبول های اصلی می باشد. در ابتدا تصور بر آن بود که برای ایجاد سمبول OFDM به بانکی از اسیلاتورها در سمت فرستنده نیاز است تا حامل های فرکانسی هر کانال ایجاد شود و سپس در گیرنده نیز با استفاده از آشکارساز همبستگی اطلاعات اولیه بازیابی می شود. در این صورت پیچیدگی زیادی در سخت افزار فرستنده و گیرنده ایجاد می شود. بعدا مشخص شد که حاصل جمع سمبول های مدوله شده از طریق حامل های فرکانسی هر کانال در واقع IDFT، N تایی رشته اطلاعات اولیه می باشد. در این صورت با بکار بردن IFFT در سمت فرستنده پیچیدگی سیستم تا مرتبه NlogN/2 کاهش می یابد و در گیرنده نیز با کمک FFT اطلاعات اولیه به راحتی بازیابی می گردد. نمایش طیف فرکانسی هر کانال یک تابع Sinc(0 است به صورتی که قله هر تابع در محل گذر از صفر توابع Sinc(0 دیگر کانال ها قرار دارد که باعث می شود در حوزه فرکانس تداخلی میان کانال ها به وجود نیاید و بدین ترتیب راندمان باند فرکانسی N برابر افزایش یافته است. وقتی گستردگی تاخیر در مقایسه با طول سمبول OFDM به اندازه کافی کوچک باشد اثرات ISI ناچیز می شود. بنابراین راه حل ساده برای مقابله با اعوجاج های ناشی از تاخیر چند مسیری افزایش، افزایش طول سمبول OFDM است به طوری که از حداکثر تاخیر ناشی از مسیرهای مختلف طولانی تر باشد. بهترین راه حل برای افزایش طول سمبول OFDM استفاده از زمان پیشوند چرخشی (CP) که در آن v نمونه از اطلاعات سمبول OFDM در ابتدای سمبول قرار می گیرد. اگر طول اضافه شده به اندازه کافی بزرگ باشد اثرات ISI و ICI کنترل می شود.

تعداد صفحه : 117

بررسی عملکرد OFDM وفقی در کانال های متغییر با زمان

اختصاصی از فایلکو بررسی عملکرد OFDM وفقی در کانال های متغییر با زمان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

یکی از مزایای تکنیک ارسال OFDM آن است که انعطاف پذیری عالی جهت وفق دادن طرح مدولاسیون در هریک از زیرحامل مطابق با نویز – به – نرخ (SNR) در زیرحامل دارد که به سیستم OFDM وفقی (AOFDM) هدایت می کند. مالتی پلکس تقسیم فرکانس عمود وفقی (AOFDM) یک تکنیک آرزومندی جهت بدست آوردن نرخ دیتای بالا برای سرویس های چندرسانه ای بی سیم است.

در بخش 1 و 2 به ترتیب مفاهیم OFDM و خواص کانال را بررسی و مطالعه کرده ایم. در بخش 3 چندین الگوریتم جهت تخصیص توان و بیت بهینه برای کانال مطالعه و ارزیابی شده است. در بخش 4 شبیه سازی آورده شده است.

در این تحقیق کارایی الگوریتم بارگذاری بیت برای سیستم 2/Hiperlan شبیه سازی شده است در شبیه سازی ها، سیگنال های مربوط به سیستم OFDM، کانال و سیستم AOFDM نشان داده شده است. الگوریتمی که برای تخصیص انرژی استفاده شده الگوریتم Chow و بهینه شده اختصاص بیت، Campello می باشد.

شبیه سازی نشان می دهد که با OFDM وفقی، توان سیگنال مطلوب برای احتمال خطای 3-10 می تواند در مقایسه با OFDM ثابت 5dB کاهش داده شود. ما همچنین با شبیه سازی عملکرد SNR را برای سیستم های AOFDM با سرعتهای مختلف تحت کانال های فیدینگ انتخاب فرکانسی نشان داده ایم مشخص می شود که اگر سرعت مشترک افزایش پیدا کند باید توان سیستم را برای گرفتن کیفیت مشابه افزایش دهیم. نهایتا در بخش 5 نتایج و کارهای آینده آورده شده است.

مقدمه:

سیستم ارسال OFDM برای مخابره نرخ داده بالا جهت کاهش دادن ISI معرفی شده است، و تکنیک کلیدی برای بدست آوردن ظرفیت داده بالا و نیازهای کارآیی طیفی برای سیستم های مخابرات بی سیم آینده می باشد که آن ممکن است از تعدادی تکنیک های وفقی برای اندازه گیری پارامترهای کانال استفاده کند جائی که معروف به AOFDM می باشد. هر زیرکانال با فیدینگ مختلف از طریق کانال بی سیم تجربه شده است، بنابراین نرخ داده بالا به آن زیرحامل هایی که SNR بالا دارند، نرخ پایین به زیرحامل هایی که SNR پایین دارند و عدم ارسال در زیرکانال هایی که فیدینگ خیلی عمیقی دارند اختصاص داده می شود.

طرح های بارگذاری وفقی جهت بهبود دادن عملکرد BER با تنظیم کردن پارامترهای سیستم همانند سطح توان، تعداد بیت، طرح های کدینک، انواع مدولاسیون و اندازه های صور فلکی، مطابق با تغییرات اطلاعات وضعیت کانال انجام می شود. بنابراین، بارگذاری وفقی نرخ داده ارسال را نزدیک به ظرفیت کانال ماکزیمم می کند.

هدف از این پروژه این است که اطلاعات کلی درباره OFDM، کانال و الگوریتم AOFDM را در فصل های 1 تا 3 یاد بگیریم و سیگنال های OFDM، کانال و AOFDM را شبیه سازی کنیم و با شبیه سازی به مقایسه OFDM ثابت و AOFDM بپردازیم این شبیه سازی برای منحنی BER برحسب SNR انجام شده است و در نهایت اگر قرار است از AOFDM استفاده کنیم باید این سیستم را برای سرعت های مختلف در کانال موبایل بسنجیم بنابراین کانال را با سرعت های مختلف شبیه سازی می کنیم و در حالت AOFDM منحنی BER برحسب SNR را با سرعت های مختلف شبیه سازی می کنیم.

شبیه سازی نشان می دهد که با OFDM وفقی، توان سیگنال مطلوب برای احتمال خطای 3-10 می تواند در مقایسه با OFDM ثابت 5dB کاهش داده شود شبیه سازی دیگر عملکرد SNR سیستم های AOFDM با سرعت های نقلیه مختلف تحت کانال های فیدینگ انتخاب فرکانسی را نشان می دهد آن مشخص می کند که اگر سرعت نقلیه افزایش پیدا کند ما باید توان سیستم را برای گرفتن کیفیت مشابه افزایش دهیم.

فصل اول

مفاهیم OFDM

1-1- معرفی:

شکل 1-1 سیر تکاملی سیستم های مخابراتی موبایل را نشان می دهد. در بحث سیستم های 2G در سال 1980، دو انتخاب برای تکنیک دسترسی ایجاد شد، طرح های TDMA و CDMA. نهایتا، طرح TDMA به عنوان استاندارد وفق داده شده است. در طرف دیگر، در بحث های سیستم های 3G در سال 1990، همچنین دو منتخب وجود داشت، طرح CDMA و OFDM طرح دسترسی چندگانه تقسیم باند CDMA .(BDMA نهایتا به عنوان استاندارد وفق داده شد اگر تاریخ تکرار شود، یعنی، اگر قرار است تکنیک دسترسی رادیوئی که سابقا وفق داده نشده است به عنوان استاندارد در سیستم های نسل جدید بیاید، تکنیک OFDM نوید دهنده یک استاندارد 4G ظاهر می شود.

OFDM یک روش مدولاسیون است از این حیث که آن داده را در زیرحامل ها به صورت مساوی فاصله داده شده مدوله می کند. اطلاعات در زیرحامل به وسیله تغییر فاز، دامنه، یا هردو مدوله شده است. سپس هریک از زیرحامل با همدیگر با استفاده کردن از تبدیل فوریه سریع معکوس ترکیب شده و به محیط شکل موج ناحیه زمانی برای ارسال فرستاده می شود. برای به دست آوردن کارائی طیفی بالا، پاسخ فرکانسی هریک از زیرحامل ها رویهم پوشانی و متعامد هستند. این متعامد بودن از تداخل بین زیرحامل (ICI) جلوگیری می کند و حتی وقتی سیگنال از طریق یک کانال چندمسیره با معرفی یک CP عبور می کند محافظت شده است، جائی که از تداخل بین سمبلی (ISI) در حامل ها جلوگیری می کند این بخصوص OFDM را مناسب کاربردهای ارتباطات بی سیم می سازد.

آن در استانداردهای LAN بی سیم همانند IEEE802.11a (در آمریکا)، HIPERLAN/2 (در اروپا) و MMAC (در ژاپن) استفاده شده است.

تاریخچه ای از OFDM در ذیل لیست شده است:

– 1985: Kineplex، یک سیستم ارتباطی فرکانس – بالای چندحامله نظامی را ارائه کرد؛

– 1966: R.W.Chang در آزمایشگاه های بل مفهوم استفاده کردمن از ارسال داده موازی و FDM را شرح داد؛

– 1970: اولین مقاله انحصاری در OFDM؛

– 1971: Weinstein & Ebert، و بعدا Hirosaki در 1981، پیاده سازی DFT از FDM را پیشنهاد دادند؛

– 1995: ANSI استاندارد T1.413 را ارائه کرد: قسمت مدولاسیون مالتی تن استاندارد ADSK؛

– 1995: استاندارد FTSI DAB، اولین استاندارد بی سیم برای پخش صدای دیجیتال؛

– 1997: DVB-T، استاندارد پخش ویدئو دیجیتالی زمینی؛

– 1999: IEEE 802.11a و HIPERLAN/2 برای LAN بی سیم استاندارد شد؛

– 2004: IEEE 802.16a/d برای MAN بی سیم باند پهن ثابت استاندارد شد؛

– 2005: OFDM قرار داده شده برای شبکه های سلولی بی سیم تحت IEEE 802.16e و IEEE 802.20 توسعه داده شدند.

بیشترین خصیصه برجسته سیستم های OFDM در نرخ داده بالا است که در ذیل یک مرور کلی از OFDM را ارائه خواهیم کرد.

تعداد صفحه : 155