دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش برق-مخابرات

با عنوان :بررسی روش های حذف سیگنال های تداخلی در کانال مراقبت در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T

بررسی روش­های حذف سیگنال­های تداخلی در کانال مراقبت در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T

 

 

استاد راهنما:

دکتر مصطفی درختیان

 

 

دی ماه 1391

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

 

بررسی روش­های حذف سیگنال­های تداخلی در کانال مراقبت در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T

 

به کوشش

 

آناهیتا اسدی­پویا

 

 

در این پایان نامه عملکرد روش­های وفقی در تضعیف سیگنال­های تداخای شامل سیگنال مسیرمستقیم و کلاتر و میزان پیچیدگی محاسباتی روش­ها بررسی و پارامترهای مناسب هر روش در رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T استخراج شده است. در این پایان نامه فیلترهای وفقی مورد استفاده جهت حذف سیگنال­های تداخلی فیلترهای مبنی بر الگوریتم­های LMS، NLMS، VSLMS، VSNLMS، RLS و FT-RLS می­باشد. نتایج نشان می­دهد که الگوریتم­های LMS و NLMS با انتخاب مناسب پارامترها با وجود آن­که پیچیدگی محاسباتی چندانی ندارند، اما رفتار مناسبی از جهت تضعیف کلاتر و آشکارسازی صرف نخواهند داشت. الگوریتم­های VSLMS و VSNLMS عملکرد بهتری از الگوریتم­های LMS و NLMS دارند اما میزان افت عملکرد این دو الگوریتم نیز از نقطه­نظر آشکارسازی هدف بیش از الگوریتم­های RLS و FT-RLS می­باشد. الگوریتم­های RLS و FT-RLS از جهت حذف سیگنال­های تداخلی و از نقطه­نظر آشکارسازی هدف رفتار مناسب­تر و بهتری نسبت به الگوریتم­های خانواده LMS دارند. البته الگوریتم FT-RLS نیز نسبت به الگوریتم RLS دارای افت عملکرد می­باشد اما زمانی که برد کلاتر و متناسب با آن طول فیلتر وفقی مورد نیاز زیاد باشد پیاده­سازی الگوریتم RLS به علت پیچیدگی محاسباتی زیاد، حجم بالایی از محاسبات را به سیستم تحمیل می­کند و در این حالت استفاده از الگوریتم FT-RLS که حجم محاسباتی بسیار کم­تری دارد با وجود افت عملکرد راه حل مناسبی به نظر می­رسد.

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان   صفحه
     
فصل اول: مقدمه­ای بر رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T ………………….. 1
    1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 1
    1-2- بررسی رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T …………………………….. 3
    1-3- ساختار پایان نامه ………………………………………………………………………………. 5
فصل دوم: آشنایی با سیگنالینگDVB-T و تابع ابهام آن ………………………….. 6
    2-1- مقدمه­ای بر سیگنالینگ DVB-T …………………………………………………… 6
    2-2- بررسی لایه فیزیکی DVB-T …………………………………………………………… 8
        2-2-1- MPEG و مالتی­پلکس کانال­ها …………………………………….. 9
        2-2-2- Splitter …………………………………………………………………………. 10
        2-2-3- Scrambler ……………………………………………………………………. 11
        2-2-4- کدینگ و اینترلیوینگ خارجی ………………………………………… 12
        2-2-5- کدینگ داخلی ………………………………………………………………… 14
        2-2-6- اینترلیوینگ داخلی …………………………………………………………… 15
            2-2-6-1- اینترلیوینگ داخلی روی بیت­ها …………………….. 15
            2-2-6-2- اینترلیوینگ داخلی روی سمبل­ها ……………….. 19
        2-2-7- Signal Constellation ……………………………………………… 20
        2-2-8- ساختار فریم OFDM ……………………………………………………… 22
    2-3- نحوه پوشش DVB-T ………………………………………………………………………. 33
    2-4- توان فرستنده­های DVB-T …………………………………………………………… 35
    2-5- بررسی تابع ابهام سیگنال DVB-T …………………………………………………… 35
        2-5-1- تابع ابهام DVB-T ………………………………………………………… 36
فصل سوم: معرفی روش­های وفقی حذف تداخل در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T و چگونگی آشکارسازی هدف در آن­ها …………….. 42
    3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 42
    3-2- جایگاه و عملکرد فیلترهای وفقی در رادارهای پسیو ……………………….. 43
    3-3- معرفی روش­های وفقی حذف تداخل ………………………………………………… 47
        3-3-1- فیلتر وینر …………………………………………………………………………. 47
        3-3-2- الگوریتم LMS ………………………………………………………………… 49
        3-3-3- الگوریتم NLMS …………………………………………………………… 52
        3-3-4- الگوریتم VSLMS و VSNLMS …………………………….. 53
        3-3-5- الگوریتم RLS ………………………………………………………………… 55
        3-3-6- الگوریتم Fast-RLS ……………………………………………………… 56
    3-4- مقایسه پیچیدگی محاسباتی روش­های وفقی ………………………………….. 60
    3-5- آشکارساز GLR …………………………………………………………………………………. 61
فصل چهارم: نتایج شبیه­سازی در بررسی عملکرد فیلترهای وفقی در حذف تداخل و آشکارسازی هدف در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال ……… 64
    4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 64
    4-2- تنظیم مناسب پارامترهای فیلترهای وفقی ………………………………………… 66
        4-2-1- تنظیم­مناسب پارامترهای فیلترهای وفقی خانواده LMS . 66
        4-2-2- تنظیم­مناسب پارامترهای فیلترهای وفقی خانواده RLS . 72
    4-3- بررسی و مقایسه عملکرد فیلترهای وفقی در حذف تداخل ……………….. 74
    4-4- آشکارسازی هدف …………………………………………………………………………………. 82
فصل پنجم: نتیجه و پیشنهاد برای پژوهش­های آتی ………………………………………… 93
    5-1- نتیجه ………………………………………………………………………………………………….. 93
    5-2- پیشنهاد برای پژوهش­های آتی …………………………………………………………… 95
– فهرست منابع …………………………………………………………………………………………………………….. 96
– چکیده به زبان انگلیسی …………………………………………………………………………………………….. 101
                                                             

 

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

 

 

عنوان و شماره صفحه
1-1: قابلیت رزولوشن در برد برای چند سیگنالینگ مختلف 4
2-1: اطلاعات کد کانولوشن با نرخ­های متفاوت 14
2-2-الف: حاصل نگاشت بیت در مدولاسیون QPSK 16
2-2-ب: حاصل نگاشت بیت در مدولاسیون 16-QAM 16
2-2-ج: حاصل نگاشت بیت در مدولاسیون 64-QAM 16
2-3: مشخصات فریم OFDM و مقادیر ممکن برای Tu و ∆ در فریم OFDM 22
2-4-الف: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند 6 مگاهرتز 23
2-4-ب: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند 7 مگاهرتز 23
2-4-ج: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند 8 مگاهرتز 23
2-5: محل پایلوت­های پیوسته در هر سمبل OFDM 25
2-6: شماره حامل­های TPS در هر سمبل OFDM 26
2-7: سیگنالینگ و فرمت TPS 27
2-8: تشخیص شماره فریم در سوپر فریم 28
2-9: تشخیص نوع مدولاسیون مورد استفاده 28
2-10: تشخیص نرخ کدینگ داخلی 28
2-11: تشخیص زمان محافظ 29
2-12: تشخیص نوع مود ارسالی 29
2-13: نگاشت بیت­های cell_info 29
2-14: اطلاعات مربوط به نرخ بیت ارسالی (Mbits/sec) بر حسب اطلاعات مدولاسیون­ها و نرخ کدینگ متفاوت 32
2-15: نسبت C/N مورد نیاز برحسب نوع کانال و اطلاعات مدولاسیون و نرخ کدینگ 32
2-16: شهرهای تحت پوشش DVB-T در ایران 34
2-17: پارامترهای سیگنال انتخابی در رسم تابع ابهام 37
3-1: طول فیلتر وفقی مورد نیاز و حجم محاسبات در الگوریتم­های RLS و FTF-RLS 61
4-1: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامتر μ در الگوریتم LMS 67
4-2: میزان تضغیف کلاتر بر حسب پارامتر μx در الگوریتم NLMS 68
4-3: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامترهای ρ و μmin در الگوریتم VSLMS در حالت کلاتر با داپلر صفر، 5/0 و 10 هرتز 70
4-4: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامترهای ρ و μmin در الگوریتم VSNLMS در حالت کلاتر با فرکانس داپلر صفر، 5/0 و 10 هرتز 71
4-5: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامتر λ در الگوریتم RLS 73
4-6: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامتر λ در الگوریتم FT-RLS 73
     

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

 

عنوان صفحه
1-1: هندسه دو پایه رادار پسیو 3
1-2: مدلی از کانال مراقبت در رادار پسیو 5
2-1: ساختار کلی فرستنده DVB-T 8
2-2: جزییات ساختار فرستنده DVB-T 9
2-3: دنباله خروجی MPEG-2 10
2-4: ساختار scrambler در DVB-T 11
2-5: فرمت دنباله خروجی scrambler 12
2-6: دنباله ارسالی بعد از کدینگ خارجی 13
2-7: بلوک دیاگرام اینترلیوینگ خارجی و دی­اینترلیوینگ 13
2-8: دنباله ارسالی بعد از اینترلیوینگ خارجی 13
2-9: ساختار کد کانولوشن مادر با نرخ 2/1 14
2-10-الف: اینترلیوینگ داخلی در حالت غیر سلسله مراتبی برای مدولاسیون QPSK 16
2-10-ب: اینترلیوینگ داخلی در حالت غیر سلسله مراتبی برای مدولاسیون 16-QAM 17
2-10-ج: اینترلیوینگ داخلی در حالت غیر سلسله مراتبی برای مدولاسیون 64-QAM 17
2-11-الف: اینترلیوینگ داخلی در حالت سلسله مراتبی برای مدولاسیون 16-QAM 18
2-11-ب: اینترلیوینگ داخلی در حالت سلسله مراتبی برای مدولاسیون 64-QAM 19
2-12-الف: مدولاسیون QPSK با کد گری 21
2-12-ب: مدولاسیون 16-QAM با کد گری 21
2-12-ج: مدولاسیون 64-QAM با کد گری 21
2-13: ساختار فریم OFDM و محل پایلوت­ها 24
2-14: نحوه پوشش استاندارد DVB-T روی کره زمین 33
2-15: تابع ابهام سیگنال DVB-T 37
2-16: تابع ابهام در حالت دوبعدی بر حسب زمان 39
2-17: بلوک دیاگرام حذف پیک­های اضافی در سیگنالینگ DVB-T 39
2-18-الف: حذف پیک­های بین سمبلی از تابع ابهام 40
2-18-ب: حذف پیک­های درون سمبلی از تابع ابهام 40
2-18-ج: حذف تمام پیک­های اضافی از تابع ابهام 41
3-1: سیگنال­های دریافتی در کانال مرجع و مراقبت در رادار پسیو 42
3-2-الف: ترکیب کننده خطی وفقی 44
3-2-ب: ساختار فیلتر Transversal 45
3-3: ساختار فیلتر Transversal در رادار پسیو 45
3-4: ساختار وفقی در رادار پسیو 46
3-5: بلوک دیاگرام فیلتر Fast-RLS 57
4-1: همگرایی وزن مربوط به سیگنال مسیر مستقیم در الگوریتم­های خانواده LMS 75
4-2: همگرایی وزن کلاتر در الگوریتم­های خانواده LMS 75
4-3: همگرایی وزن مسیر مستقیم در الگوریتم­های RLS و FT-RLS 76
4-4: همگرایی وزن کلاتر در الگوریتم­های RLS و FT-RLS 76
4-5: همگرایی وزن کلاتر برای تمام الگوریتم­های وفقی مورد نظر 77
4-6: میزان تضعیف در الگوریتم­های وفقی بر حسب فرکانس داپلر 79
4-7: مقاسیه میزان تضغیف تداخل بر حسب فرکانس داپلر در دو الگوریتم RLS و FT-RLS 80
4-8: میزان تضغیف تداخل بر حسب فرکانس داپلر برای داده با طول 20 میلی­ثانیه 82
4-9: تابع ابهام سه بعدی سیگنالینگ DVB-T پیش از حذف پیک­های مزاحم 83
4-10: تابع ابهام دو بعدی سیگنالینگ DVB-T، تابع ابهام بر حسب زمان 83
4-11: تابع ابهام سه بعدی سیگنالینگ DVB-T پس از حذف پیک­های مزاحم 84
4-12: تابع ابهام دو بعدی پس از حذف و کاهش پیک­های ناخواسته 85
4-13-الف: خروجی فیلتر منطبق اعمالی بر سیگنالینگ DVB-T بدون ایجاد بهبود در تابع ابهام 85
4-13-ب: خروجی فیلتر منطبق بر سیگنالینگ DVB-T پس از ایجاد بهبود در تابع ابهام 86
4-14: خروجی فیلتر منطبق پس از اعمال الگوریتم RLS و بدون بهبود در تابع ابهام 87
4-15: خروجی فیلتر غیرمنطبق پس از اعمال الگوریتم RLS در حالت ایجاد بهبود در تابع ابهام 88
4-16: نمودار احتمال آشکارسازی هدف بر حسب SNR برای الگوریتم RLS 90
4-17: نمودار احتمال آشکارسازی هدف بر حسب SNR برای الگوریتم FT-RLS 91
4-18: مقایسه عملکرد آشکارسازی دو الگوریتم RLS و FT-RLS برای هدفی با داپلر 200 هرتز 91
4-19: مقایسه عملکرد آشکارسازی دو الگوریتم RLS و FT-RLS برای هدفی با داپلر 100 هرتز 92
4-20: مقایسه عملکرد آشکارسازی دو الگوریتم RLS و FT-RLS برای هدفی با داپلر 50 هرتز 92
     

 

 

 

 

 

1- مقدمه­ای بر رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T

 

 

1- 1- مقدمه

 

رادار سیستمی الکترومغناطیسی است که در حالت ساده متشکل از یک فرستنده و یک گیرنده می­باشد. از سیگنالینگ­های متفاوتی در فرستنده رادار می­توان استفاده کرد، سیگنالینگ مورد استفاده بنا به ماموریت و نوع رادار انتخاب می­شود. در گیرنده رادار با دریافت اکوهای بازگشتی از اهداف، آشکارسازی و استخراج پارامترهای آن­ها انجام می­شود. رادارها را بر اساس محل قرار گرفتن گیرنده و فرستنده به رادارهای تک پایه، دو پایه و یا چند پایه تقسیم­بندی می­کنند. از آن­جایی که در سیستم­های راداری اولیه امکان جداسازی سیگنال ارسالی و دریافتی وجود نداشت، فرستنده و گیرنده را در مکان­های متفاوتی قرار می­دادند. با پیدایش سیرکولاتور و داپلکسر و امکان ارسال سیگنال به صورت پالسی، رادارهای دو پایه جای خود را به رادارهای تک پایه با پیچیدگی کم­تر دادند اما در اوایل دهه 1950 میلادی وقتی خاصیت جالب انرژی بازگشتی امواج در رادارهای دو پایه کشف شد این رادارها جایگاه اسبق خود را به دست آوردند [1-2].

بنا به اهمیت نقش رادار در جنگ­ها و با پیشرفت در مسائل جنگ الکترونیک تلاش­های گسترده­ای برای کاهش احتمال آشکارسازی رادار توسط ایستگاه شناسایی دشمن انجام شده است. یکی از نتایج این تلاش­ها استفاده از رادار پسیو می­باشد. سیستم راداری پسیو را با نام­های PCL[1] و PBR[2] می­شناسند. رادار پسیو در حقیقت نوعی رادار دو پایه است که دارای پیچیدگی­های بیش­تری نسبت به رادار تک پایه می­باشد. این رادارها در واقع از فرستنده­های غیر راداری، که اصطلاحاً با نام فرستنده­های مغتنم[3] شناخته می­شوند، استفاده می­کنند و این امر کمک بزرگی جهت مخفی ماندن از گیرنده­های شنود دشمن می­باشد. ایده استفاده از فرستنده­های غیر راداری به سال 1935 باز می­گردد، زمانی که اولین آزمایش­ها در زمینه رادارهای PBR در انگلستان انجام شد و به دلیل عدم وجود پردازنده­های مناسب، تلاش برای پیاده­سازی الگوریتم­های پیچیده برای بهبود عملکرد آشکارسازی در رادارهای PBR ناکام ماند و این امکان به دهه 1980 که با پیشرفت­های قابل توجه در پردازنده­های دیجیتال و دست­یابی به مبدل­های آنالوگ به دیجیتال ارزان و پرسرعت همراه بود موکول شد [1-3-4].

از مزایای رادارهای PBR می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • نداشتن فرستنده خاص راداری این سیستم­ها را به سیستم­هایی ارزان­تر، ساده­تر، کم حجم­تر و غیر قابل شناسایی تبدیل کرده است.
  • به علت چند پایه بودن، این سیستم­ها قابلیت آشکارسازی اهداف در ارتفاع پایین را دارند.
  • در این رادارها به علت استفاده از فرستنده­های مغتنم نیازی به بحث تخصیص باند فرکانسی نیست.
  • بحث ابهام در برد و سرعت در رادارهای PBR نسبت به رادارهای اکتیو تک پایه کم­تر مطرح است [3-5].

در شکل 1-1 مدلی از ساختار دو پایه رادارهای پسیو رسم شده است [6]. همان طور که در شکل مشخص است سیگنال مسیر مستقیم، سیگنال مبادله شده مابین فرستنده مغتنم و گیرنده رادار دو پایه و سیگنال هدف، سیگنال مبادله شده مابین هدف و گیرنده رادار دو پایه می­باشد.

شکل 1-1: هندسه دو پایه رادار پسیو

فرستنده­های مختلف آنالوگ و دیجیتال مانند سیگنال FM، سیگنال آنالوگ تلویزیون، DAB[4]، DVB [5] و سیگنال موبایل می­توانند نقش فرستنده مغتنم را برای رادار پسیو ایفا کنند. مناسب بودن شکل موج برای استفاده در رادار پسیو به عواملی از جمله رزولوشن در برد و داپلر و سطح لوب­های کناری در تابع ابهام بستگی دارد [7-8-9]. در این پایان نامه هدف بررسی سیگنال تلویزیونی دیجیتال زمینی (DVB-T)[6] به عنوان فرستنده مغتنم برای رادار پسیو و حل مسأله حذف تداخل در این رادارها و چگونگی آشکارسازی هدف می­باشد.

[1]– Passive Coherent Location

[2]– Passive Bistatic Radar

[3]– Illuminator of Opportunity

[4]– Digital Audio Broadcasting

[5]– Digital Video Broadcasting

[6]– Digital Video Broadcasting-Terrestrial

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

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

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

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

موجود است

تعداد صفحه :128

قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :       *   serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

—  — —

دسته‌ها: مهندسی برق