پديد آورنده :
حسن نژاد، محمد
عنوان :
بررسي روش هاي شكل دهي پرتو براي سيستم هاي چندآنتني انبوه موج ميلي متري
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مخابرات سيستم
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 82ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
سيستمهاي چندآنتني انبوه , موج ميليمتري , شكلدهي پرتو هيبريدي , الگوريتم OMP , چيدمان URPA-TL , گلبرگ توري
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/09/26
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/10/07
چكيده فارسي :
با افزايش روزافزون تقاضا براي نرخهاي بالاي ارسال داده در شبكههاي مخابراتي نسل جديد، بهرهگيري از فناوريهاي نوين نظير سيستمهاي چندآنتني انبوه
در باند موج ميليمتري بهعنوان يك راهكار مؤثر براي افزايش ظرفيت و بهرهوري طيفي مطرح شده است. با اين حال، استفاده از فركانسهاي بالا موجب تضعيف شديد سيگنال و كاهش برد ارتباطي ميشود. يكي از راهكارهاي مؤثر براي غلبه بر اين چالش، استفاده از تكنيكهاي شكلدهي پرتو (Beamforming) بهويژه شكلدهي پرتو هيبريدي براي سيستمهاي چندآنتني انبوه است.
در اين پاياننامه، ابتدا مفاهيم پايه و انواع روشهاي شكلدهي پرتو شامل آنالوگ، ديجيتال و هيبريدي مورد بررسي قرار ميگيرد و محدوديتهاي معماري شكلدهي پرتو ديجيتال در سيستمهاي چندآنتني انبوه تحليل ميشود. در ادامه، ساختارهاي مختلف پيادهسازي شكلدهي پرتو هيبريدي و انواع چيدمانهاي آرايه آنتن معرفي ميشود و پديدههايي نظير گلبرگ توري كه در طراحي آرايهها نقش كليدي دارند، مورد توجه قرار ميگيرد.
سپس، با مرور پژوهشهاي پيشين، نقاط قوت و ضعف روشهاي موجود شناسايي ميشود و در ادامه، يك چيدمان پيشنهادي جديد معرفي ميگردد. ارائه يك چيدمان خاص از نوع URPA-TL با تغييراتي جهت بهبود توانايي جهتدهي و جلوگيري از ايجاد گريتينگ لوب است. همچنين، الگوريتمهاي OMP و روش سهرابي براي طراحي شكلدهي پرتو هيبريدي به كار گرفته ميشوند.
عملكرد چيدمانهاي مختلف با معيار كارايي طيفي مورد مقايسه قرار ميگيرد. نتايج شبيهسازيها نشان ميدهند كه چيدمان پيشنهادي نسبت به چيدمانهاي متداول عملكرد بهتري دارد و ميتواند موجب بهبود كارايي طيفي و كاهش هزينه و توان مصرفي شود.
چكيده انگليسي :
With the ever-increasing demand for high data rates in next-generation communication networks, advanced technologies such as massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems operating in the millimeter-wave (mmWave) band have emerged as promising solutions to enhance spectral efficiency and network capacity. However, utilizing high-frequency bands leads to severe signal attenuation and a reduced communication range. To address this challenge, beamforming techniques—particularly hybrid beamforming for massive MIMO systems—have gained significant attention.
In this thesis, the fundamental concepts and various beamforming methods, including analog, digital, and hybrid approaches, are first introduced. The limitations of fully digital beamforming architectures in massive MIMO systems are analyzed, with emphasizing the high hardware complexity and cost. Different implementation architectures for hybrid beamforming and antenna array configurations are reviewed, along with the impact of phenomena such as grating lobes, which play a crucial role in array design.
Subsequently, a review of related works is presented to identify the strengths and limitations of existing methods. A new array configuration is then proposed, based on a modified Uniform Rectangular Planar Array with Triangular Lattice (URPA-TL), aiming to enhance beam steering performance while avoiding grating lobes. Furthermore, two algorithms—Orthogonal Matching Pursuit (OMP) and the Sohrabi method—are employed for hybrid beamforming design within the proposed framework.
Simulation results demonstrate that the proposed array configuration outperforms conventional designs, offering improved spectral efficiency while reducing cost and power consumption. Finally, the thesis concludes with a summary of findings and several suggestions for future research directions
استاد راهنما :
جلال ذهبي , محمدصادق فاضل فلاورجاني
استاد مشاور :
فروغ السادات طباطباء
استاد داور :
نغمه سادات مويديان , احسان يزديان