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 می کند 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 می شود. در گیرنده رادار با دریافت اکوهای بازگشتی از اهداف، آشکارسازی و استخراج پارامترهای آنها انجام می شود. رادارها را بر اساس محل قرار گرفتن گیرنده و فرستنده به رادارهای تک پایه، دو پایه و یا چند پایه تقسیم بندی می کنند. 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 تلاش های 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 می کنند 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
