18627

16183

كارشناسي ارشد

مخابرات سيستم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

ده، 79ص. : مصور، جدول، نمودار

1402/04/13

كتابنامه

برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1402/04/17

2943463

در كانال‌هاي مخابراتي با تحرك اجسام بالا، مدولاسيون تقسيم فركانسي متعامد (OFDM) عملكرد خود را از دست مي‌دهد. اين به اين دليل است كه در كانال‌هاي با تحرك بالا، شيفت داپلر ايجاد شده به دليل حركت اجسام باعث به وجود آمدن تداخل بين حاملي ICI مي‌شود و تخمين كانال و آشكارسازي سمبل‌هاي اطلاعاتي با دقت بالا انجام نمي‌گيرد. براي حل اين مشكل، مدولاسيون فضا فركانس زمان متعامد (OTFS) ارائه شد. در اين مدولاسيون سمبل‌هاي اطلاعاتي در صفحه‌ي تأخير-داپلر نگاشته مي‌شوند و كانال تغيير پذير با زمان در اين مدولاسيون در صفحه‌ي تأخير-داپلر مدل مي‌شود. مدل كانال در صفحه‌ي تأخير-داپلر تُنُك است و اطلاعات فيزيكي از كانال مخابراتي در اختيار ما مي‌گذارد. در اين پايان‌نامه مفاهيم پايه‌ براي درك مدولاسيون OTFS بيان شده است. در ادامه دو روش براي تخمين كانال در مدولاسيون OTFS ارائه شده است كه در روش اول سمبل‌هاي سيگنال راهنما در كل صفحه‌ي تأخير-داپلر بر سمبل‌هاي اطلاعاتي بر‌هم‌نهي مي‌شود و براي تخمين كانال در گيرنده از حسگري فشرده استفاده شده است تا از اين خاصيت كه مدل كانال در صفحه‌‌ي تأخير-داپلر تنك است، استفاده شود. حذف تداخل سيگنال راهنما از سمبل‌هاي اطلاعاتي با استفاده از يك روش تكرار‌پذير انجام گرفته است. سپس روشي براي تخمين كانال ارائه شده است تا در گيرنده امكان استفاده از آشكارساز MRC فراهم شود كه به مراتب حجم محاسباتي كمتري در مقايسه با ساير روش‌هاي آشكارسازي سمبل اطلاعاتي در اين مدولاسيون دارد. در اين روش تخمين كانال و آشكارسازي سمبل‌هاي اطلاعاتي به صورت تواماً در دو مرحله انجام مي‌شود. دو روش ارائه شده براي تخمين كانال در حوزه‌ي تأخير-داپلر، PAPR و سربار بسيار كمي را به سيستم تحميل كند بدون اين كه عملكرد تخمين‌زن كاهش يابد. نتايج شبيه‌سازي نشان‌ مي‌دهد كه روش‌هاي ارائه شده در مقايسه با روش‌هاي قبلي عملكرد مناسبي از نظر PAPR، نرخ خطاي بيت BER، سربار سيگنال راهنما و خطاي تخمين كانال از خود ارائه مي‌دهد.

In high-mobility communication channels, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) loses its performance. This is because in high-mobility channels, the Doppler shift created due to the movement of objects causes Inter-Carrier Interference (ICI) and channel estimation and high-precision detection of data symbols are not performed. To solve this problem, Orthogonal Time Frequency Space (OTFS) modulation was introduced. In this modulation, data symbols are mapped onto the delay-Doppler plane and the time-varying channel in this modulation is modeled on the delay-Doppler plane. The channel model on the delay-Doppler plane is sparse and provides us with physical information from the communication channel. In this thesis, basic concepts for understanding OTFS modulation are explained. Then two methods for channel estimation in OTFS modulation are presented, in the first method, pilot signal symbols are superimposed on data symbols throughout the delay-Doppler plane and compressed sensing is used for channel estimation at the receiver to take advantage of this property that the channel model on the delay-Doppler plane is sparse. The interference of the pilot signal from data symbols is removed using an iterative method. Then a method for channel estimation is presented so that it is possible to use MRC detector at the receiver, which has much less computational complexity compared to other methods of detecting data symbols in this modulation. In this method, channel estimation and data symbol detection are performed simultaneously in two stages. The two proposed methods for channel estimation in the delay-Doppler domain impose very low PAPR and overhead on the system without reducing the performance of the estimator. Simulation results show that the proposed methods have a suitable performance in terms of PAPR, BER, pilot signal overhead and channel estimation error compared to previous methods.

محمدجواد اميدي

حميد سعيدي سورك

احسان يزديان , فروغ السادات طباطباء