پديد آورنده :
مقيمي دهكردي ، مهران
عنوان :
تخمين كانال دوگانه انتخابي صوتي زيرآبي براي سامانه هاي مخابرات همكارانه چندآنتني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مخابرات سيستم
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده ، 65ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد صادق فاضل ، مجتبي بهشتي
توصيفگر ها :
سامانه همكارانه چندآنتني , كانال صوتي زيرآبي دوگانه انتخابي , تخمين كانال , حسگري فشرده
استاد داور :
احسان يزديان ، جلال ذهبي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/28
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/07/28
چكيده فارسي :
چکیده با توجه به گسترش فعاليتهای نظامی و تجاری در زير آب اهميت طراحی سامانههای کارآمد برای انتقال اطالعات در اين محيط افزايش يافته است سامانههای ارتباطی سيمی فيبر نوری و بیسيم امواج راديويی نوری و صوتی را برای انتقال اطالعات در زير آب میتوان استفاده کرد سامانههای سيمی به هزينه سنگينی برای پيادهسازی و نگهداری نياز دارند بنابراين سامانههای بیسيم گزينه مناسبتری برای سامانههای ارتباطی زيرآبی هستند در بين سامانههای بیسيم زيرآبی استفاده از امواج صوتی به دليل داشتن محدوده پوشش باالتر در زيرآب نسبت به امواج راديويی و نوری بهتر و عملی است از طرف ديگر انتقال اطالعات بیسيم صوتی در زير آب دارای مشکالت فراوانی از جمله کم بودن پهنای باند فرکانس حامل تغييرات شديد زمانی و فرکانسی است برای مقابله با اين چالشها طرحهای نوآورانهای مانند سامانههای همکارانه رلهای چندآنتنی MIMO و مدوالسيون تقسيم فرکانسی متعامد OFDM پيشنهاد شده است OFDM اخيرا توجه زيادی را به دليل بازده خوب پهنایباند آن در کانالهای صوتی زيرآبی UWA به خود جلب کردهاست با توجه به قابليت سامانههای همکارانه رلهای چندآنتنی برای افزايش ظرفيت و محدودهی پوشش اين سامانهها در ارتباطات زير آبی نيز مفيد هستند از طرف ديگر برای بهينهسازی توان آشکارسازی داده افزايش ظرفيت کاهش خطا و بهبود ديگر پارامترهای شبکه اطالع داشتن در مورد حالت کانال مهم است تحقيقات انجام شده در زمينهی تخمين کانالهای صوتی زيرآبی در سامانههای همکارانه رلهای چندآنتنی در بستر OFDM محدود است لذا تخمين خوب اين نوع کانالها در شرايط استفاده از چنين سامانههايی برای دستيابی به مزايای آنها ضروری به نظر میرسد در اين تحقيق کانال صوتی زيرآبی تنک دوگانه انتخابی در يک سامانهی مخابرات همکارانه چندآنتنی مبتنی بر رلهی تقويت و ارسال AF با استفاده از روشهای حسگری فشرده تخمين زده میشود برای طراحی بهينه سيگنال راهنما از روش بهينهسازی تصادفی گسسته DSO در منبع استفاده میشود و تخمين مدل بسسط پايهای BEM ضرايب کانال در مقصد توسط روشهای حسگری فشرده ساده OMP حسگری فشرده بلوکی توأم BSOMP حسگری فشرده توأم JSdMP و يک الگوريتم جديد پيشنهادی مبتنی بر حسگری فشرده بلوکی توأم با نام BJSdMP انجام میشود نتايج بدست آمده در اين تحقيق نشان میدهد که روشهای حسگری فشرده در تخمين اين نوع کانال از نظر ميانگين مربع خطای نرماليزه شده NMSE و نرخ خطای بيت BER در مقايسه با روش LS عملکرد بهتری دارند و روش پيشنهادی BJSdMP عملکرد بهتری در مقايسه با ديگر روشهای استفاده شده دارد نتايج شبيهسازی همچنين نشان میدهند با افزايش تعداد آنتن رله و ايستگاه پايه میتوان به تخمين بهتری از کانال رسيد کلمات کليدی 1 سامانه همکارانه چندآنتنی 2 کانال صوتی زيرآبی دوگانه انتخابی 3 تخمين کانال 4 حسگری فشرده
چكيده انگليسي :
Doubly Selective Underwater Acoustic Channel Estimation for MIMO Cooperative Systems Mehran Moghimi mehran moghimi@ec iut ac ir 2019 09 22 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Mohammad Sadegh Fazel fazel@cc iut ac ir Dr Mojtaba Beheshti behesht@cc iut ac ir Abstract The importance of designing efficient systems for transmit information underwater has increasedwith the increase in underwater military and commercial activity Wired optical fiber and wireless radio optical and acoustic waves communication systems can be used to transmit informationunderwater Wired systems require a heavy implementation and maintenance cost therefore wirelesssystems are a better option for underwater communication systems Sound waves are better and morewidely used than radio and optical waves because of their higher coverage range in underwater space On the other hand underwater acoustic data transmission has many challengies such as lowbandwidth carrier frequency severe time and frequency changes in their channel To address thesechallenges innovative designs such as multiple iutput multiple output MIMO cooperative systemand orthogonal frequency division modulation OFDM have been proposed OFDM has recentlyreceived a lot of attention because of its good bandwidth efficiency in underwater acoustic UWA channel Due to the ability of MIMO cooperative systems to increase capacity and coverage range these systems are very useful in underwater communications On the other hand it is important toknow the channel state information CSI for data detection power optimization capacityenhancement error reduction and other network parameters improvement Previous researchs on theunderwater acoustic channel estimation for MIMO cooperative systems is very limited On the otherhand an efficient underwater acoustic channel estimation is essential to achieve the benefits ofMIMO OFDM cooperative systems In this study sparse UWA doubly selective channels areestimated using compressed sensing methods considering a MIMO OFDM cooperative system basedon amplify and forward AF relay Discrete stochastic optimization DSO algorithm is used foroptimal design of pilot signal s location and the basis expansion model BEM of channel scoefficients are estimated by orthogonal matching pursuit OMP block simultaneousorthogonal matching pursuit BSOMP block joint stage determined matching pursuit JSdMP algorithms and a novel block joint stage determined matching pursuit algorithm BJSdMP The normalised mean square error NMSE and bit error rate BER results show thatcompressed sensing estimation methods perform better than LS and among them BJSdMP methodperforms best Simulation results show that better estimation of the channel can be achieved byincreasing the number of relay antennas as well as base station antennas Keywords MIMO Cooperative Communication Underwater Acoustic Doubly SelectiveChannel Channel Estimation Compressed Sensing
استاد راهنما :
محمد صادق فاضل ، مجتبي بهشتي
استاد داور :
احسان يزديان ، جلال ذهبي
