Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad javad Omidi
محمدجواد امیدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Aminoroayaei yamini
حمید امین الرعایائی یمینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Multi-Carrier Modulation and Chirp Spread Spectrum based on Fractional Fourier Transform
owadays, the demand for high rate data transmission in wireless environment increases rapidly. One of the best techniques in this environment is multi carrier modulations (MCM). The orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is one of the most important justify; TEXT-INDENT: 21.3pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr; mso-layout-grid-align: none" which the signal occupies a bandwidth in excess of the minimum necessity to send the information. Chirp spread spectrum (CSS) is one way to increase the frequency spectra that multiplies signal with chirp. Several techniques of chirp spread spectrum and IEEE 802.15.4a standard with CSS physical layer are explained in this thesis. The main limitation of CSS techniques is multiple access interference (MAI). Multiple access was designed for simultaneously accessing the common channel by many users. The MAI occurs because of high cross correlation between two user chirps and this limitation can be waived by using FrFT. In this thesis, we have proposed the chirp spread spectrum system that uses FrFT in both transmitter and receiver. This method has less complexity, easier implementation and more flexibility. Additive white Gaussian noise (AWGN) is considered as a channel noise for evaluation of performance. Bit error rate (BER) is taken as a measure ment of performance with different signal to noise ratio and the results of the novel system are presented and discussed. Keywords: Multi-Carrier Modulation, Fractional Fourier Transform (FrFT), Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Inter-Carrier Interference (ICI), Chirp Spread Spectrum (CSS), IEEE802.15.4a standard
در طول سال‌های گذشته استفاده از وسایل بی‌سیم رشد سریعی داشته است و اهمیت دسترسی بی‌سیم روز به روز در حال افزایش می‌باشد. بنابراین سعی بر طراحی سیستم‌هایی است که با ارسال نرخ بیت بالا بر روی کانال‌های فیدینگ، بازدهی مناسبی داشته باشند. از گزینه‌های بسیار مناسب برای شبکه‌های بی‌سیم پرظرفیت، مدولاسیون چندحاملی و به ویژه حالت خاص آن، تکنیک تقسیم فرکانسی متعامد (OFDM) می‌باشد. سیگنال‌های پایه در این مدولاسیون از نوع کسینوسی هستند و پیاده‌سازی آن به راحتی با استفاده از تبدیل فوریه امکان‌پذیر است. در نتیجه از این روش در استانداردهای مختلف استفاده شده است. علیرغم مزایای متعدد، این روش مشکلاتی نیز دارد که از مهمترین آن‌ها می‌توان به تداخل بین حاملی (ICI) اشاره نمود. این تداخل در کانال‌های زمان- فرکانس انتخابی باعث کاهش شدید کارایی سیستم می‌گردد و علت اصلی آن نیز ناشی از تغییر ناپذیر با زمان بودن سیگنال‌های پایه در مدولاسیون OFDM می‌باشد. در همین راستا با تغییر سیگنال‌های حامل به سیگنال چِرپ، مدولاسیونی معرفی شده‌است که شبه بهینه می‌باشد. پیاده سازی این روش ساده بوده و با جایگزین کردن تبدیل فوریه کسری به جای تبدیل فوریه معمولی در مدولاسیون OFDM حاصل می‌شود. به همین منظور ابتدا تبدیل فوریه کسری به عنوان یک تبدیل زمان-فرکانس و ابزاری قدرتمند در پردازش سیگنال‌های با طیف متغیر با زمان معرفی می‌گردد. سپس ارتباط آن با تبدیل‌های دیگر و روش‌های مختلف گسسته‌سازی تبدیل فوریه کسری توضیح داده می‌شود. پس از توضیحات یاد شده مدولاسیون چندحاملی با سیگنال‌های حامل چِرپ معرفی می‌شود که از تبدیل فوریه کسری جهت مدوله کردن داده‌ها بر روی سیگنال‌های حامل استفاده می‌شود. بلوک‌های به کار رفته در این روش توضیح داده شده و کارایی آن با مدولاسیون OFDM مقایسه می‌گردد. مشاهده می‌شود که تداخل بین حاملی در این روش بهبود می‌یابد ولی بدلیل گسترده‌تر بودن طیف فرکانسی سیگنال چِرپ نسبت به سیگنال کسینوسی، مؤلفه خارج از باند آن بیشتر از OFDM می‌باشد. به همین دلیل این ایده مطرح می‌شود که از این روش در طیف گسترده استفاده شود. در مدولاسیون طیف گسترده، پهنای باند سیگنال ارسالی زیاد و به منظور عدم تداخل با باندهای دیگر توان ارسالی کم می‌باشد. تکنیک‌های مختلفی جهت افزایش پهنای باند سیگنال ارسالی وجود دارد و در حالتی که از سیگنال چِرپ استفاده شود «طیف گسترده چِرپی» نام دارد. روش‌های مختلفی برای طیف گسترده چِرپی پیشنهاد شده و در استاندارد IEEE 802.15.4a نیز به کار رفته است که در همه آن‌ها از ضرب کننده‌ها جهت مدولاسیون داده استفاده می‌شود. در این پایان نامه طیف گسترده‌ای بر مبنای سیگنال‌های چِرپ معرفی می‌شود که در فرستنده و گیرنده آن از بلوک تبدیل فوریه کسری استفاده شده است. به گونه‌ای که بلوک تبدیل فوریه کسری در فرستنده وظیفه مدوله کردن داده‌ها را دارد و در گیرنده از فیلتر کردن مناسب در حوزه فوریه کسری بهره می‌گیرد. روش جدید دارای پیچیدگی کمتر، پیاده‌سازی ساده‌تر و قابلیت انعطاف بیشتر است که شبیه‌سازی‌های مورد نظر انجام و نتایج آن آمده است. کلمات کلیدی: 1-مدولاسیون چندحاملی 2-تبدیل فوریه کسری 3- مدولاسیون تقسیم فرکانسی متعامد 4-تداخل بین حاملی 5-طیف گسترده چِرپی 6- استاندارد IEEE 802.15.4a

ارتقاء امنیت وب با وف بومی