حذف تداخل در کانال مرجع رادار پسیو مبتنی بر سیگنال پخش تلویزیون دیجیتال توسط فرستنده­های زمینی با رویکرد بازتولید
 
 
اساتید راهنما:
دکترمصطفی درختیان          
دکتر عباس شیخی
 
 
 
بهمن ماه 1392
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چکیده
 
حذف تداخل در کانال مرجع رادار پسیو مبتنی بر سیگنال پخش تلویزیون دیجیتال توسط فرستنده­های زمینی با رویکرد بازتولید
 
به کوشش
زهره اسدسنگابی
 
در این پایان­نامه یک گیرنده­ی دیجیتال جهت پردازش سیگنال در گیرنده­ی مرجع رادار پسیو مبتنی بر مدولاسیون تقسیم فرکانسی متعامد(OFDM) پخش زمینی تلویزیون دیجیتال(DVB-T) ارائه شده می باشد. این گیرنده شامل بلوک­های هم­زمان­سازی، تخمین آفست فرکانسی و تخمین­گر کانال می­باشد. پس از همزمان­سازی، به تخمین و جبران آفست فرکانسی که هر دو با بهره گیری از تشخیص موقعیت زیرسمبل­های پایلوت انجام می­گردد، می­پردازیم. سپس با بهره گیری از دو روش درون­یابی خطی و کمترین مربع خطا ( LS) تخمین کانال انجام می­گردد. پس از اینکه کانال تخمین زده گردید، به همسانسازی کانال خواهیم پرداخت و نهایتا نسخه­ی بازتولید سیگنال ارسالی ساخته می­گردد. جهت مطالعه کارایی گیرنده موردنظر منحنی احتمال خطای آشکارسازی سمبل­ها را بر حسب نسبت توان سیگنال­ به توان نویز برای روش­های مختلف تخمین کانال ترسیم نموده­ایم. همچنین برای مطالعه دقیق­تر کارایی الگوریتم­های پیشنهادی منحنی اتلاف تضعیف کلاتر در گیرنده­ی مراقبت رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T ترسیم کرده­ایم تا مشخص نماییم که اگر با بهره گیری از سیگنال بازتولید شده در گیرنده­ی پیشنهادی، کلاتر را در گیرنده­ی مراقبت تضعیف نماییم این مقدار تضعیف نسبت به وضعیتی که کوشش کنیم در گیرنده­ی مراقبت با بهره گیری از نسخه­ی ایده­آل از سیگنال ارسالی، کلاتر را حذف نماییم، دچار اتلاف خواهد گردید.
کلید واژگان: همزمان سازی، همسان سازی، بازتولید
 
 
فهرست مطالب
 
 
عنوان                                                                                                                   صفحه
 
فصل اول: مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………….   1
 
1-1- مقدمه­ای بر رادار پسیو ………………………………………………………………………………………………………   2
1-2- مروری بر سیستم DVB_T ………………………………………………………………………………………………. 5
1-3- ساختار پایان­نامه ……………………………………………………………………………………………………………………. 7
فصل دوم: ساختار فریم OFDM …………………………………………………………………………………………………….. 9
 
2-1- مقدمه­ای بر OFDM ………………………………………………………………………………………………………….. 10
2-2- ساختار فرستنده و گیرنده­ی OFDM ……………………………………………………………………………….. 15
2-2-1- پریود سمبل، فواصل و فضای حامل ……………………………………………………………………… 16

2-2-2- پیاده سازی با بهره گیری از FFT و IFFT ………………………………………………………………… 18

2-3- مزایا و معایب سیستم­های OFDM …………………………………………………………………………………… 20

2-4- ساختار فریم OFDM در گیرنده­ی DVB-T …………………………………………………………………….. 21
2-4-1- نقاط منظومه­ای…………………………………………………………………………………………………………………30
فصل سوم: آشنایی با پخش زمینی تلویزیون دیجیتال ………………………………………………………………. 32
3-1- معایب انتقال آنالوگ ………………………………………………………………………………………………………….. 33
3-2- مزایای سیستم دیجیتال ……………………………………………………………………………………………………. 35
3-2-1- کیفیت تصاویر ارسالی دیجیتال و آنالوگ ……………………………………………………………. 37
3-3- اجزای یک سیستم تلویزیون …………………………………………………………………………………………….. 38
3-3-1- طراحی تلویزیون ………………………………………………………………………………………………….. 40
3-3-2- تلویزیون همراه (DVB_T MOBILE) ……………………………………………………………….. 41
3-4- گسترش جهانی تلویزیون دیجیتال …………………………………………………………………………………… 42
3-4-1- تلویزیون دیجیتال در ایالات متحده ……………………………………………………………………. 42
3-4-2- تلویزیون دیجیتال در اروپا …………………………………………………………………………………… 43
3-4-3- تلویزیون دیجیتال در ژاپن …………………………………………………………………………………… 43
3-4-4- چگونگی­ی پوشش DVB_T در ایران ……………………………………………………………………….. 44
3-5- سازمان­ها و استانداردهای عمومی تلویزیون دیجیتال ………………………………………………………. 46
3-6- فرستنده­های تلویزیون دیجیتال ……………………………………………………………………………………….. 49
3-6-1- لزوم فشرده سازی به روش MPEG-2 ………………………………………………………………….. 51
3-6-2- کدهای درونی(کد کانولوشنال) ……………………………………………………………………………. 54
3-6-3- مدولاسیون درونی(داخلی) …………………………………………………………………………………… 55
3-6-4- کدگذاری خارجی …………………………………………………………………………………………………. 56
3-6-5- مدولاسیون درونی(داخلی) ………………………………………………………………………………….. 57
3-7- باند ارسال ………………………………………………………………………………………………………………………….. 58
3-8- منطقه­ی پوشش فرستنده …………………………………………………………………………………………………. 58
3-9- دریافت سیگنال دیجیتال ………………………………………………………………………………………………….. 59
3-10- اصطلاحات دیجیتالی ………………………………………………………………………………………………………. 61
فصل چهارم: شبیه­سازی گیرنده­ی سیگنال DVB_T ………………………………………………………………… 63
4-1- گیرنده­ی سیگنال DVB_T ………………………………………………………………………………………………. 64
4-1-1- مشخصات سیستم DVB_T …………………………………………………………………………………. 65
4-1-2- گیرنده­ی پیشنهادی ……………………………………………………………………………………………… 66
4-2- همزمان­سازی …………………………………………………………………………………………………………………….. 67
4-3- تخمین آفست فرکانسی   …………………………………………………………………………………………………… 70
4-4- تخمین کانال ………………………………………………………………………………………………………………………. 76
4-4-1- روش درون یابی خطی …………………………………………………………………………………………. 76
4-4-2- روش کمترین مربعات (LS) ………………………………………………………………………………….. 78
4-4-3- تخمین کانال متغیر با زمان …………………………………………………………………………………. 81
4-5- همسان­سازی ……………………………………………………………………………………………………………………. 82
4-6- دی­مدولاسیون …………………………………………………………………………………………………………………. 83
4-7- روش بازتولید ……………………………………………………………………………………………………………………. 83
4-8- حساسیت سنجی روش بازتولید ………………………………………………………………………………………. 84
فصل پنجم: نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………. 96
 
– فهرست منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………100
– چکیده به زبان انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………103
 
 
 
 
 
فهرست جدول­ها
 
عنوان و شماره                                                                                                     صفحه
1-1: قابلیت رزولوشن در برد برای چند سیگنالینگ مختلف                                          7
2-1: پارامترهای اساسی در استاندارد a 802.11 OFDM IEEE                               14
2-2: اطلاعات مربوط به نرخ بیت ارسالی(Mbits/sec) بر حسب اطلاعات مدولاسیون­ها و نرخ کدینگ متفاوت                                                                                                  17
2-3: پارامترهای مودهای 2k و 8k                                                23
2-4: مشخصات فریم OFDM و مقادیر ممکن برای Tu و ∆ در فریم OFDM                     24
2-5: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند8 مگاهرتز                     25
2-6: فاصله­ی محافظ و نرخ کد مدولاسیون­های QPSK، 16QAM، 64QAM                     25
2-7: محل پایلوت­های پیوسته در هر سمبل OFDM                                                       28
2-8: شماره حامل­های TPS در هر سمبل OFDM                                                             29
3-1: شهرهای تحت پوشش DVB-T در ایران                                                         45
3-2: استانداردهای تلویزیون دیجیتال                                                                     46
3-3: استانداردهای MPEG                                                                                             47
3-4: استانداردهای DVB                                                                                                        47
3-5: مقایسه­ی استانداردهای مختلف                                                                       49
3-6: مشخصات DVB_T در ایران                                                                          51
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل­ها
 
 

صفحه عنوان
3 شکل شماره­ی 1-1- هندسه­ی رادار پسیو
13 شکل شماره­ی 2-1- مقایسه­ی ذخیره­ی پهنای باند در سیستم OFDM و FDM
15 شکل شماره­ی 2-2- ساختار فرستنده و گیرنده­ی OFDM
16 شکل شماره­ی 2-3– بهره گیری از پیشوند پرخشی برای جلوگیری از ISI بین سمبل­های OFDM
18 شکل شماره­ی 2-4- نمای ساده­ای از فرستنده و گیرنده­ی OFDM
19 شکل شماره­ی 2-5- بلوک دیاگرام فرستنده OFDM
19 شکل شماره­ی 2-6- بلوک دیاگرام گیرنده OFDM
22 شکل شماره­ی 2-7- ساختار فریم OFDM و محل پایلوت­ها
30 شکل شماره­ی 2-8-الف- مدولاسیون QPSK با کد گری
31 شکل شماره­ی 2-8-ب- مدولاسیون 16-QAM با کد گری
31 شکل شماره­ی 2-8-ج- مدولاسیون 64-QAM با کد گری
45 شکل شماره­ی 3-1- چگونگی پوشش استاندارد DVB-T روی کره زمین
50 شکل شماره­ی 3-2- ساختار کلی فرستنده DVB-T
51 شکل شماره­ی 3-3- دیاگرام عملکرد فرستنده تلویزیون دیجیتال
55 شکل شماره­ی 3-4- دنباله ارسالی بعد از کدینگ خارجی
61 شکل شماره­ی 3-5- دیاگرام عملی گیرنده­ی زمینی تلویزیون دیجیتال
64 شکل شماره­ی 4-1- ساختار گیرنده­ی مرجع
66 شکل شماره­ی 4-2- الگوی درج پایلوت در سیستمDVB_T
67 شکل شماره­ی 4-3- همزمان سازی
68 شکل شماره­ی 4-4- نمایی از همزمان سازی با بهره گیری از تابع همبستگی سیگنال دریافتی
69 شکل شماره­ی 4-5- تأخیر سیگنال دریافتی
70 شکل شماره­ی 4-6- مراحل دقیق تخمین و جبران آفست فرکانسی
71 شکل شماره­ی 4-7- یک واحد شیفت در اثر ایجاد قسمت صحیح آفست فرکانسی
72 شکل شماره­ی 4-8- نمایش از محاسبه­ی قسمت صحیح آفست فرکانسی بر اساس کورلیشن بین زیرحامل­های پایلوت پیوسته
77 شکل شماره­ی 4-9- تخمین بهره­ی کانال به ازای هر 3 زیرحامل در هر سمبل
80 شکل شماره­ی 4-10- منحنی Pe بر حسب SNR برای تخمین کانال به روش درون­یابی خطی و کمترین مربع خطا
80 شکل شماره ی 4 -11- منحنی Pe بر حسب SNR برای تخمین کانال به روش درون­یابی خطی و کمترین مربع خطا و درون­یابی nearest، درون­یابی spline، درون­یابی cubic و درون­یابی sinc
81 شکل شماره­ی 4-12- منحنی Pe بر حسب SNR برای درون­یابی خطی و کمترین مربع خطا
83 شکل شماره­ی 4-13- بلوک­های مرحله­ی بازتولید
84 شکل شماره­ی4-14-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنه­یI و Q برابر با 05.0
84 شکل شماره­ی 4-14-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنه­یI و Q برابر با 05.0
84 شکل شماره­ی 4-15-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنه­یI و Q برابر با 1.0
85 شکل شماره­ی 4-15-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنه­یI و Q برابر با 1.0
85 شکل شماره­ی 4-16-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنه­یI و Q برابر با 2.0
85 شکل شماره­ی 4-16-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنه­یI و Q برابر با 2.0
86 شکل شماره­ی 4-17-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 02.0
 
86 شکل شماره­ی 4-17-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 02.0
87 شکل شماره­ی 4-18-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 03.0
87 شکل شماره­ی 4-18-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 03.0
87 شکل شماره­ی 4-19-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 05.0
88 شکل شماره­ی 4-19-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 05.0
89 شکل شماره­ی 4-20- طیف فرکانسی OFDM
89 شکل شماره­ی 4-21- فیلتر باترورث مورد بهره گیری
89 شکل شماره­ی 4-22- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای حالت فیلتر باترورث
90 شکل شماره­ی 4-23-: فیلتر مورد بهره گیری با dB0.5 ریپل در باند عبور
90 شکل شماره­ی 4-24- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای فیلتر با dB0.5ریپل در باند عبور
90 شکل شماره­ی 4-25- فیلتر مورد بهره گیری با dB1 ریپل در باند عبور
91 شکل شماره­ی 4-26- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای فیلتر با dB1ریپل در باند عبور
91 شکل شماره­ی 4-27- فیلتر مورد بهره گیری با dB2 ریپل در باند عبور
91 شکل شماره­ی 4-28- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای فیلتر با dB2 ریپل در باند عبور
92 شکل شماره­ی 4-29- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای آفست فرکانسی دقیق
93 شکل شماره­ی 4-30- منحنی Pe بر حسب SNR بدون جبران f=4Hz∆ 0.001 آفست فرکانسی
93 شکل شماره­ی 4-31- منحنی Pe بر حسب SNR بدون جبران f=24Hz∆ 0.006 آفست فرکانسی
93 شکل شماره­ی 4-32- منحنی Pe بر حسب SNR بدون جبران f=40Hz∆ 0.01 آفست فرکانسی
94 شکل شماره­ی 4-33- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای آفست فرکانسی دقیق و یک واحد اختلاف در آفست فرکانسی
95 شکل شماره­ی 4-34-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای برای سنجش SER
95 شکل شماره­ی 4-34-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای برای سنجش SER
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه برق کنترل:آشکارسازی عیب سیستم های غیرخطی چندمتغیره با عدم قطعیت، با استفاده از رویتگرغیرخطی مقاوم و تخمینگر عیب عصبی

 
 
 
فصل اول
 
 
1- مقدمه
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1-1- مقدمه­ای بر رادار پسیو
 
فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی می باشد که در تمام جهات در حال انتشار می­باشد. امواج رادیویی، امواج مغناطیسی می­باشند که معمولا توسط آنتن منتشر می­شوند. واژه­ی رادار (Radar)[1] از حروف اول چند کلمه­ی انگلیسی به معنای آشکارسازی و فاصله­یابی با بهره گیری از امواج رادیویی، ساخته شده می باشد. این واژه که امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، همانند رادیو و تلویزیون یک اصطلاح بین­المللی شده می باشد. با رادار می­توان درون محیطی را که برای چشم، غیر قابل نفوذ می باشد دید مانند تاریکی، باران، مه، برف، غبار و … . امواج رادیویی برد زیادی دارند، توسط بشر­ها قابل حس نیستند و کشف و دریافت آن­ها حتی هنگامی که ضعیف هم شده­اند به­ راحتی امکان­پذیر می باشد. پس رادار دستگاهی می باشد که به وسیله­ی امواج رادیویی می­تواند وجود شیئی را کشف و فاصله­ی آن را تعیین نماید. سیستم­های راداری متداول از یک بخش فرستنده و گیرنده تشکیل می­شوند که اغلب از یک آنتن برای ارسال و دریافت بهره گیری می­کنند. اولین تجربه در مورد بازتابش امواج رادیویی توسط هرتز آلمانی در سال 1886 به­دست آمد. در سال­های 1920 تا 1930 پیشرفت­هایی در جهت ساخت رادار با قابلیت­های تعیین فاصله­ی اهداف صورت گرفت. در سال 1960 بهره گیری از رادارهای هوایی و فضایی توسعه پیدا نمود و علاوه بر کاربرد نظامی، جهت نقشه­برداری جغرافیایی و اکتشافات علمی و … مورد بهره گیری قرار گرفتند. رادارها براساس محل قرار گرفتن فرستنده و گیرنده به رادارهای تک­پایه[2]، دو­پایه[3] و یا چند­پایه تقسیم می­شوند. رادارهای اولیه همگی دو­پایه بودند. با پیشرفت تکنولوژی آنتن­هایی ساخته شدند، که قادر بودند از فرستندگی به گیرندگی سوییچ نمایند. در سال 1936 رادارهای دوپایه جای خود را به رادارهای تک­پایه دادند. اجزاء تشکیل دهنده سیستم رادار فرستنده، گیرنده آنتن وسیستم­های الکتریکی جهت ثبت و پردازش اطلاعات می­باشد.
از انواع رادارها، رادارهای پسیو می­باشند. رادار پسیو را با نام­هایPCL[4] و PBR[5] می­شناسند]1[. رادار پسیو راداری دو ­پایه می باشد که می­تواند با بهره گیری از انواع فرستنده­های مغتنم بدون اینکه خود مورد شناسایی قرارگیرد، به آشکارسازی اهداف بپردازد و اختلاف زمان بین سیگنالی که مستقیما از فرستنده دریافت می­گردد و سیگنال­هایی را که در اثر تشعشع دریافت می­گردد را اندازه می­گیرد این کار اجازه می­دهد تا وضعیت هدف و تحرک آن مشخص گردد. فرستنده­های متعدد آنالوگ و دیجیتال VHF رادیویی و UHF تلویزیونی موجود هستند که رادار پسیو می­تواند از آنها به عنوان فرستنده­های مغتنم بهره گیری کند.
از مزایای رادارهای PBR می­توان به موردها زیر تصریح نمود:
پایین بودن هزینه­ی نگه­داری به دلیل نداشتن فرستنده، پایین بودن هزینه­ی ساخت، پنهان­کاری راداری به علت نداشتن امواج ارسالی، اندازه­ی کوچک­تر نسبت به رادارهای اکتیو، امکان ردیابی و مقابله با جنگنده­های پنهان­کار، غیرقابل ردیابی پیش روی موشک­های ضد تشعشع.
رادارهای پسیو که از فرستنده­های مغتنم بهره­برداری می­کنند، دارای ساختار دوپایه مطابق شکل 1-1 می­باشند. در این صورت به سیگنالی که بین فرستنده­ی مغتنم و گیرنده­ی رادار دوپایه مبادله می­گردد، سیگنال مسیرمستقیم می­گویند و به سیگنالی که بین هدف و گیرنده­ی رادار دوپایه مبادله می­گردد، سیگنال هدف گفته­ می­گردد]2-3 [.
شکل 1-1: هندسه­ی رادار پسیو
 
ایده­ی بنیادین رادار پسیو این می باشد که سیگنال­های چند مسیره شامل سیگنال مرجع، سیگنال­های کلاتر و اهداف در کانال مراقبت را گرفته و به تفکیک آن­ها می­پردازد. برای تفکیک مناسب این سیگنال­ها نیازمند آن هستیم که یک نسخه­ی خالص از سیگنال کانال مرجع را در اختیار داشته باشیم، معمولا این نسخه­ی­ خالص دراختیار نیست و با انجام پیش­پردازش­هایی روی سیگنال دریافتی، این سیگنال خالص به دست می­آید. یکی از روش­­های دست­یابی به نسخه­ی اصلی سیگنال کانال مرجع، بازتولید[6] می­باشد.
در رادارهای معمولی، زمان ارسال پالس و دریافت آن کاملا شناخته شده می باشد و به رادار این اجازه را می­دهد تا فاصله هدف به راحتی محاسبه گردد و توسط یک فیلتر تطابق درصد سیگنال به نویز را مشخص نماید. یک رادار پسیو هیچ اطلاعاتی را به گونه مستقیم دریافت نمی­نماید، از این رو بایستی از یک کانال اختصاصی (که کانال منبع نامیده می گردد) بهره گیری نماید.
یک رادار پسیو برای آشکارسازی اهداف از مراحل زیر بهره گیری می­نماید:

  • جستجوی منطقه تحت پوشش برای دریافت امواج توسط دریافت­کننده­های دیجیتالی بدون نویز
  • تولید امواج دیجیتال برای تشخیص جهت دریافت امواج و فاصله ارسال شده و قدرت منبع ارسال کننده
  • فیلترینگ انطباقی برای جداسازی هر سیگنال مستقیم ناخواسته در محدوده تجسس
  • آماده­سازی سیگنال مشخص شده برای ارسال کننده
  • ارتباط ضربدری برای کانال منبع با کانال­های تجسسبرای مشخص­کردن رنج بای­استاتیک و داپلر هدف
  • عیان سازی با بهره گیری از اندازه هشدار کاذب[7] ( (CFAR
  • ارتباط و پیگیری هدف در فضای داپلر تحت پوشش که به نام پیگیری خطی[8] شناخته شده می باشد.
  • ارتباط و ترکیب پیگیری خطی از هر ارسال کننده به شکل ارزیابی نهایی از موقعیت و سمت و سرعت یک هدف به نمایش در می­آید]3[.

 
[1] Radio Detection And Ranging
2 Monostatic
3 Bistatic

4 Passive Coherent Location
5 Passive Bistatic Radar

[6] Regeneration
[7] Constant false alarm ratio
[8] line tracking
***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :141

قیمت : 14700 تومان

***

—-

پشتیبانی سایت :       ****       serderehi@gmail.com

دسته‌ها: مهندسی برق