Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad javad Omidi,Ali-Mohamad Doost-Hoseini
محمدجواد امیدی (استاد مشاور) علی محمد دوست حسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Neda Mohammadizadeh
ندا محمدی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Over the last decades, wireless communications has emerged and played an important role in the daily activities of human beings. This is due to the fact that wireless connectivity is making exciting inroad to everywhere, without fixed transmitter/receiver or any physical connection cable. In a wireless channel, the signal from a transmitter interferes with its own copies due to different channel paths leading to Inter Symbol Interference(ISI). So, multipath propagation usually introduces new problems in symbol detection. OFDM, as a multichannel modulation, has the ability to overcome this phenomena by dividing the high-rate data stream into N lower-rate substreams. The substreams are transmitted simultaneously over orthogonal long duration subcarriers causing much less severe ISI, because each subcarrier’s bandwidth is much less than the channel coherence bandwidth. However, OFDM is very vulnerable to channel time variations, especially within one OFDM symbol. In such cases, the orthogonality between subcarriers breaks down easily resulting into Inter-Carrier Interference (ICI). This phenomenon may degrade the performance considerably. On the other hand, when transmitting high-rate data at a high-frequency band, OFDM systems would experience time- and frequency-selective or doubly-selective phenomena in which the duration of an OFDM block is comparable to the coherence time as well as multipath spread of the channel. Time-varying impairments is modeled by Doppler shift. In order to overcome this problem, a number of conventional schemes have been proposed to suppress or subtract out the ICI. Examples are equalization, ICI self-cancellation, coding. Equalization is chosen in many practical cases due to high performance, reliability and implementation only in the receiver. It, substantially, relies on matrix inversion and for fast varying channels and large number of subcarriers requires high computations. To reduce the complexity, applying an iterative ICI equalization, one can exploit channel matrix properties to separate Key Words: Doubly-selective channel, Inter Carrier Interference, OFDM, Kalman filter, channel estimation, equalization
استفاده از فضای آزاد به عنوان کانال و قابلیت حرکت گیرنده و فرستنده، تئوری مخابرات بی‌سیم را به دنیای عملی انتقال اطلاعات در عصر حاضر وارد کرده است. چندمسیره بودن کانال در مخابرات بی‌سیم موجب ایجاد تداخل بین سمبل‌های ارسالی در کانال می‌گردد. OFDM به عنوان یک مدولاسیون چندحاملی که ویژگی خاص عمود بودن زیر حامل‌ها را داراست، با تقسیم پهنای باند، در هر زیر باند یک سمبل را با نرخ پایین‌تر ارسال می‌کند. در نتیجه تداخل بین سمبلی در برابر دوره کل بلوک ناچیز خواهد بود. اما حساسیت سیستم OFDM به از بین رفتن تعامد بین زیرحامل‌ها آشکارسازی سمبل‌های دریافت شده را دچار مشکل می‌کند. به عنوان عامل اصلی ایجاد مشکل می‌توان از پدیده‌ی داپلر نام برد که در سیستم‌های تغییرپذیر با زمان اجتناب ناپذیر است. از بین رفتن تعامد بین حامل‌های OFDM به دلیل پدیده‌ی داپلر باعث در هم فرو رفتن نامطلوب سیگنال‌ها در حوزه‌ی فرکانس می‌شود. این پدیده تداخل بین حاملی ‌نامیده می‌شود. رویکرد‌های مختلفی برای کاهش اثر تداخل بین حاملی ارائه شده است. روش خودحذفی، همسان‌سازی در حوزه‌ی زمان یا فرکانس و کدینگ مناسب در فرستنده از جمله‌ مهم‌ترین این روش‌ها هستند. از این میان، رویکرد همسان‌سازی به دلیل عمومیت، کارکرد مناسب و عدم نیاز به ایجاد تغییرات در فرستنده مورد توجه است. کاهش اثر تداخل بین حاملی با استفاده از همسان‌ساز به دلیل تغییر بهره مسیرها در طول زمان و نیاز به اخذ ماتریس معکوس کانال با حجم محاسبات بالا روبرو است. با جداسازی بخش فاقد تداخل بین حاملی از ماتریس کانال و اعمال روش دوری این پیچیدگی تا حد زیادی کاهش می یابد. برای اعمال روش کاهش تداخل بین حاملی نیاز به تخمین کانال با استفاده از نمونه های راهنما یا سمبل آموزشی داریم. یکی از روش‌های تخمین کانال که با به روز رسانی زمانی و داده ای براساس مشاهدات، تخمین مناسبی از کانال ارائه می‌دهد، فیلتر کالمن است. در نگاه اول بلوک تخمین کانال و کاهش تداخل به ترتیب و به صورت مجزا در گیرنده اعمال شده و سمبل دریافتی آشکارسازی می شود. با هماهنگ کردن این دو بلوک به معنای تلفیق مناسب آن‌ها می‌توان احتمال خطای آشکارسازی را کاهش داد. علاوه بر این استفاده از همبستگی کانال در سمبل‌های متوالی OFDM ، تخمین بهتری از کانال را به دست خواهد داد. در نظر گرفتن مدل چندجمله‌ای با درجه دلخواه، به جای مدل خطی، برای توصیف تغییرات کانال در زمان، متناسب با فرکانس داپلر نرمالیزه، به کاهش بیشتر نرخ خطای بیت در آشکارسازی کمک می کند. این دلایل انگیزه ارائه روش تلفیقی تخمین کانال با استفاده از فیلتر کالمن و همسان‌سازی دوری در این تحقیق شد. روش تلفیقی مبتنی بر فیلتر کالمن و روش دوری کاهش تداخل به طور کامل شبیه سازی و با روشهای موجود مقایسه شده است. کاهش بیشتر نرخ خطای بیت در روش پیشنهادی به خصوص در سیگنال به نویزهای بالا مشهود است. معیار همگرایی روش تلفیقی می‌تواند در بهبود آشکارسازی موثر باشد. به این منظور دو روش ارائه و مقایسه شده است. اطلاعات مورد نیاز برای تخمین کانال برای فیلتر کالمن معمولاً از نوع سمبل آموزشی است که در اینجا، استفاده از آن به خاطر تغییرات سریع کانال، کلمات کلیدی: کانال دوگانه انتخابی، تداخل بین حاملی، OFDM، پدیده داپلر، همسان‌سازی، تخمین کانال، فیلتر کالمن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی