👈 فروشگاه فایل 👉

مقاله بررسی سیستمهای طیف گسترده

ارتباط با ما

... دانلود ...

مقاله بررسی سیستمهای طیف گسترده

مقاله بررسی سیستمهای طیف گسترده در 50 صفحه ورد قابل ویرایش

مقاله بررسی سیستمهای طیف گسترده در 50 صفحه ورد قابل ویرایش  

فصل اول

تاریخچه و مقدمه

طراحان سیستمهای مخاراتی درگذشته و حال همواره به دنبال دستیابی به تكنیكهای مدولاسیون ودمدولاسیونی هستند كه نیازهای مخابراتی و ملاحظاتی مورد نظر آنهارا به بهترین صورت مرتفع سازند. اكثر این تكنیكها سعی در بهینه سازی استفاده از یك یا هر دو پارامتر مخابرات یعنی قدرت و پهنای باند داشته، هدف اصلی آنها كم كردن احتمال خطای بین در ارسال سیگنال از یك محل به محل دیگر، با فرض حضور نویز گوسی سفید جمع شونده می‎باشد.

با این وجود گاهی نیاز به تكنیكهای مدولاسیونی كه نیازهایی غیر از موارد مذكور را برآورده كنند به چشم می خورد. به عنوان مثال علاوه بركانالهای AWGN كانالهای دیگری وجود دارند كه از این مدل تبعیت نمی كنند. مثلا یك سیستم مخابرات نظامی كه تحت تاثیر تداخل عمدی «اختلال»[1] قرار می گیرد، یا كانال  چند مسیره كه به خاطر انتشار سیگنال از چند مسیر ایجاد میشود نمونه هایی از این كانالها می باشند، لذا امروزه استفاده از تكنیكهای مدولاسیون با خواصی نظیر مقاومت در برابر اختلال، عملكرد در طیف انرژی پایین، دسترسی چندگانه بدون كنترل خارجی ایجاد كانالهای سری بدون امكان شنود خارجی و … به سرعت ر و به افزایش است. یك روش مدولاسیون و دمدولاسیون كه می‎تواند در اینگونه موارد مناسب باشد تكنیك طیف گسترده[2] می‎باشد.

60 سال پیش در‌آگوست 1942 هدی لامار جرج آنیل با ثبت سند سیستم مخابرات مخفی در اداره ثبت اختراعات ایالات متحده دریچه ای به فضای دوردست «سیستم های طیف گسترده» گشودند. تكنیكهای طیف گسترده در ابتدا برای اهداف نظامی ایجاد و مورد استفاده قرار گرفتند. اما با پیشرفت های فراوانی كه در عرصه VLSI  تكنیكهای پیشرفته پردازش سیگنال و ساخت میكروپروسسورهای سریع و ارزان قیمت صورت گرفت امكان توسعه تجهیزات طیف گسترده برای استفاده های شخصی فراهم شد.

ازمشخصات بارز یك سیستم طیف گسترده می‎توان به گسترش طیف سیگنال ارسالی در پهنای باند مستقل و بسیار وسیعتر از باند پیام، حذف گسترش و حصول مجدد طیف توان درگیرنده و بكارگیری یك دنباله شبه تصادفی غیر از دنباله پیام در فرستنده و گیرنده اشاره نمود. دو شرط عمده زیر باعث تمایز سیستم های طیف گسترده باز مدولاسیون های نظیر FM باند وسیع كه در آنها نیز از پهنای باند سیگنال پیام استفاده می‎شود شده است .

1-   د ریك سیتم طیف گسترده پهنا باند ارسالی بسیار بزرگتر پهنای باند سیگنال پیام می‎باشد.

2- گسترش طیف توسط دنباله شبه تصافدی دیگری كه از سیگنال پیام مستقل و برای گیرنده كاملاً مشخص است، انجام می‎شود. شكل 1-1 دیاگرام كلی سیستم طیف گسترده را نشان می‎دهد.

دراین دیاگرام منظور از كد گسترش دهنده یك دنباله باینری شبه تصادفی با نرخ بسیار بالاتر از نرخ سیگنال پیام و لذا طیف فركانسی وسیعی می‎باشد. شكل 2-1 نمونه ای از این دنباله را نشان می دهند.

در فصول بعد این بخش ابتدا به معرفی بیشتر سیستم های طیف گسترده پرداخته انواع ، خصوصیت ها و كاربردهای این سیستم ها را بیان می كنیم.

فصل دوم

سیستم های طیف گسترده

استفاده از سیستم های طیف گسترده باعث بهبود كیفیت انتقال اطلاعات در سیستم های مخابراتی می‎شود. بطور كلی مقدار بهبود كیفیتی را كه دراثر استفاده از یك سیستم طیف گسترده بدست می‎آید بهره پردازش می گوییم. بعبارت دیگر آن را می‎توان تفاوت میان عملكرد سیستمی كه از طیف گسترده استفاده می‎كند و عملكرد سیستمی كه از این تكنیك استفاده نمی كنند، هنگامی كه بقیه شرایط برای دو سیستم یكسان باشد تعریف نمود، بنابراین بهره پردازش پارامتری است كه با آن می‎توان كیفیت سیستم طیف گسترده را نشان داد. سه رابطه رایج برای بهره پردازش درنظر گرفته شده است.

1- نسبت SNR خروجی به SNR وردی بعد از فیلتر كردن نهایی

(1-2)                                                                              

2- نسبت پهنای باند سیگنال گسترده شده به نرخ ارسال اطلاعات.

(2-2)                                                                              

3-   نسبت پهنای باند سیگنال گسترده شده به پهنای باند پیام (مدوله شده)

(3-2)                                                                              

رابطه اول یك رابطه تئوری كلی است و روابط بعدی را می‎توان به ترتیب برای دو نوع سیستم طیف گسترده FH و DS از آن نتیجه گرفت.

بهره پردازش امروزه درسیستم های طیف گسترده تجاری 10 تا 100  ( Db 20-10) و در سیستم های طیف گسترده نظامی 100 تا 1000000 (Db 60-30) می‎باشد.

1-2- انواع سیستم های طیف گسترده

انواع سیستم های طیف گسترده عبارتند از:

1-   سیستم طیف گسترده دنباله مستقیم[3] یا شبه نویز[4] (DS) / (PN)

2-   سیستم طیف گسترده پرش فركانسی[5] (FH)

3-   سیستم طیف گسترده پرش زمانی[6]  (TH)

4-   سیستم طیف گسترده جاروب فركانسی (CHIRP)

5-   سیستم طیف گسترده با تركیب روش های فوق (HYBRID)

در ادامه به بررسی اجمالی انواع سیستم های طیف گسترده می‎پردازیم.

1-1-2- سیستم طیف گسترده دنباله مستقیم یا شبه نویز (DS) / (PN) 

شكل 1-2 بلوك دیاگرام یك مدولاتور طیف گسترده DS را نشان می‎دهد.

شكل 1-2: دیاگرام بلوكی فرستنده DS.

دراین روش همانطور كه مشاهده می‎شود عمل گسترش طیف با ضرب مستقیم كد گسترش دهنده C(T) در موج مدوله شدن انجام می‎شود. چون كد گسترش دهنده یك دنباله باینری شبه تصادفی با نرخ بسیار بالاتر از نرخ اطلاعات می‎باشد از نظر فركانسی طیفی با پهنای باند وسیع و شبیه نویز دارد كه باعث گسترش طیف سیگنال مدوله شده در حوزه فركانس می‎شود. سیگنالهای ایجاد شده با این تكنیك در حوزه فركانسی بصورت نویز ظاهر شده طبیعت آنها چنین می نماید كه تصادفی هستند در صورتی كه الا تصادفی نبوده و توان سیگنال به زیر سطح نویز كاهش می یابد. در این تكنكی هیچ گونه اطلاعاتی از بین نمی ورد و اطلاعات درگیرنده مجددا قابل بازیابی است. در این گونه سیستمها می‎توان حتی گسترش طیف را قبل از مدولاسیون حامل انجام داد. در این حالت ابتدا كد گسترش دهنده در سیگنال پیام ضرب شده، سپس سیگنال گسترده حامل را مدوله می‎كند.

با استفاده از روابط در نظر گرفته شده برای محاسبه بهره پردازش مشاهده می‎شود كه درسیستم طیف گسترده دنباله مستقیم (DS) هر چه نرخ دنباله كد گسترش دهنده بیشتر از نرخ سیگنال پیام باشد (دوره پالس دنباله گسترش دهنده كمتر از دوره پالس دنباله پیام باشد) بهره پردزاش بزرگتر، پهنای باند سیگنال گسترش یافته وسیعتر و كارایی سیستم بیشتر خواهد بود. بعبارت دیگر:

1-1-4-3- خواص دنباله های با طول حداكثر

دنباله های باطول حداكثر دارای ویژگیها و خواصی هستند كه كاربرد آنها را در سیستمهای طیف گسترده ممكن می سازد. این خواص عبارتند از:

1- در هر پریود از دنباله ماكزیمال تعداد یكها و صفرها تقریبا برابر است. بعبارت دقیقتر تعداد یكها در هر پریود از دنباله ماكزیمال یكی بیشتر از تعداد صفرها می‎باشد.

2- با توجه به خاصیت 1 دنباله متعادل شده می‎باشد. بعبارت دیگر در یك پریود از دنباله ماكزیمال جمع مولفه های دنباله برابر 1+ می‎باشد. این نوع دنباله ها نه تنها به خواص تصادفی بودن نزدیك می باشند، دارای مولفه DC صفر نیز بوده باعث صرفه جویی در توان ارسالی می گردند. همچنین درسیستمهای CDMA برای جلوگیری از آسیب پذیری در مقابل اختلال باید از دنباله های كد متعامد استفاده نمود.

3- جمع مبنای 2 هر دنباله ماكزیمال با شیفت یافته خویش به اندازه m

👇محصولات تصادفی👇

تحقیق انواع پلیمرها ، ساختار و کاربرد آنها پاورپوینت اینترنت ماهواره ای پاورپوینت روان شناسی رشد 1 ساختار تشكیلاتی بیمه، نظام خدمات بیمه ای در ایران تحقیق در مورد کامپوزیت