شکل (۴-۵) مقایسه آشکارساز کورتسیس با آشکارساز انرژی براساس کانال AWGN 89
شکل (۴-۶) مقایسه آشکارساز انرژی وزن بهینه، زیر بهینه و آشکار انرژی معمولی براساس کانال CM1 90
شکل (۴-۷) مقایسه آشکارساز انرژی با چندین اندازه گیری بهینه و زیر بهینه و آشکارساز انرژی معمولی براساس کانال CM1 91
شکل (۴-۸) مقایسه آشکارساز TR کلاسیک و TR متوسط گیری شده براساس کانال CM1 92
شکل (۴-۹) کارایی گیرنده eigen برای تعداد مختلف ۹۳

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل (۴-۱۰) عملکرد BER برای مدل کانالIEEE 802.15.3a CM1 94
شکل (۴-۱۱) عملکرد BER برای مدل کانال IEEE 802.15.3a CM8 95
شکل (۴-۱۲) بهترین فیلتر گیرنده معین برای کانال CM1 مطابق بهینه سازی تکراری معیار J-div rank-1 96
شکل (۵-۱) عملکرد BER آشکارساز GLR و GLR-SDR با تعداد مراحل تصادفی مختلف در حالت  ۱۱۱
شکل (۵-۲) مقایسه عملکرد آشکارساز GLR-SDR و ED و گیرنده ideal Rake با اندازه بلوک های مختلف در حالت کانال CM1 112
شکل (۵-۳) مقایسه عملکرد آشکارساز GLR-SDR و ED و گیرنده ideal Rake با اندازه بلوک های مختلف در حالت کانال CM2 113
شکل (۵-۴) عملکرد BER آشکارساز IGLR-SDR با  مختلف برای  و  ۱۱۴
شکل (۵-۵) عملکرد BER آشکارساز IGLR-SDR با  مختلف برای  و  ۱۱۵
شکل (۵-۶) مقایسه عملکرد آشکارساز IGLR-SDR، GLR-SDR، ED و KD برای ،  و در حالت کانال CM1 116
شکل (۵-۷) مقایسه عملکرد آشکارساز IGLR-SDR، GLR-SDR، ED و KD برای ،  و در حالت کانال CM2 117
شکل (۵-۸) مقایسه عملکرد آشکارساز IGLR-SDR، GLR-SDR و ED برای ،  و در حالت کانال CM1 118
شکل (۵-۹) مقایسه عملکرد آشکارساز IGLR-SDR، GLR-SDR و ED برای ،  و در حالت کانال CM2 119
فصل اول
مقدمه
ظهور سیستم­های مخابراتی با عرض پالس بسیار باریک و پهنای باند بسیار وسیع و پیداش کاربرد­های متنوع برای آنها، در سالیان اخیر زمینه ساز تحقیقات گسترده­ای در جنبه­ های گوناگون نظری و پیاده­سازی عملی چنین سیستم­هایی گشته است. سیستم­های فراپهن باند (UWB) از حدود ۲۰ سال قبل در مخابرات نظامی، موقعیت یابی و رادار مورد استفاده قرار گرفته است و اخیرا بر روی الکترونیک­های مصرفی و مخابراتی توجه شده است. لیکن با افزایش تقاضا برای کاربرد تجاری این تکنیک و با تلاش­هایی که از اواخر دهه ۱۹۹۰ آغاز شد، در نهایت مجوز استفاده از گستره فرکانسی حدود GHz 10-3، به شرط رعایت محدودیت­های شدید بر سقف توان ارسالی، صادر شد.. در واقع، بسیاری از سیستم­های مخابراتی بی سیم از فرکانس­های باند باریک مجزا به منظور جلوگیری از تداخل با یکدیگر استفاده می­ کنند. به هر حال، برای سیستم­های UWB به منظور جلوگیری از تداخل با دیگر سیستم­ها، به شرط رعایت محدودیت­های شدید بر سقف توان ارسالی و طیف تعریف بر طبق FCC می­توانند به کار روند.
سیستم­های UWB ویژگی­های منحصر به فردی نسبت به سیستم­های مخابراتی دیگر دارند. دو ویژگی منحصر به فرد سیستم­های UWB، پهنای باند بسیار وسیع و Duty Cycle پایین آن می­باشد. پهنای باند بسیار وسیع منجر به انتقال پالس­های بسیار باریک که بیت­های اطلاعاتی را حمل می­ کنند، می­ شود. در واقع سیستم­های UWB، به جای استفاده از توان بسیار بالا در رنج فرکانس­های مجزا، از سیگنال­های با توان پایین و در رنج فرکانسی بسیار زیاد استفاده می­ کنند. بنابراین ارسال سیگنال­های UWBبه عنوان یک سیگنال نویزی برای سیستم­های مخابراتی دیگر ظاهر شد. سیستم­های UWB برای کاربرد­های داخلی که نیاز به نرخ دیتای بالا دارند و در رنج فاصله کوتاه ۱ تا ۱۰ متر، می­توانند مورد استفاده قرار ­گیرند. Duty Cycle به عنوان نسبتی از زمانی که یک پالس در یک دوره تناوب قرار می­گیرد، تعریف می­ شود که در سیستم­های UWB مقدار آن بسیار کم و در حدود ۰.۰۰۵ می­باشد.

تعریف
لفظ UWB علیرغم معنای نسبتا عامی که تا پیش از دهه ۱۹۹۰ داشت به سیگنال­هایی اطلاق شد که دارای پهنای باند حداقل MHz 500 باشند، یا پهنای باند نسبی آنها (نسبت پهنای باند به فرکانس مرکزی) بیش از %۲۰ باشد[۳]. پهنای باند نسبی به صورت زیر بیان می­ شود:

فرکانس­های قطع بالا و پایین می­باشد. در گزارش FCC [3]، کاربرد UWB در سه گروه طبقه ­بندی می­ شود: ۱. سیستم­های اندازه ­گیری و مخابراتی ۲. سیستم­های راداری انتقالی ۳. سیستم­های تصویری. در اینجا باند طیفی مربوط به گروه اول در ‏شکل (۱-۱) آمده است. همانطوری که می­بینید طیف فرکانسی اختصاص یافته برای ارسال UWB 1/3 تا GHz 6/10 است و ماکزیمم سطح توان مجاز برای ارسال UWB، dBm/MHz 3/41- می­باشد، این سطح توان کمتر از سطح توان نویز برای سیستم­های مخابراتی UWB می­باشد.

مزایای سیستم ­هایUWB
سیستم­های UWB به دلیل استفاده از پهنای باند بسیار زیاد دارای ویژگی­های منحصر به فردی می­باشند که سیستم­های UWB را از دیگر سیستم­های باند باریک کلاسیک متمایز می­سازد[۱،۲،۵،۶،۱۴]. این ویژگی­ها عبارتند از:
۱- توانایی به کارگیری سیستم­های UWB به همراه وجود سیستم­های بی­سیم دیگر می­باشند. محدودیت توان FCC، نیاز به سیستم­های UWB ی دارد که قادر به ارسال سیگنال­های شبه نویزی باشند که منجر به احتمال کم برای آشکارسازی و تداخل برای سیستم­های دیگر خواهد شد‏شکل (۱-۲) .
۲- قادر به مصالحه بین فاصله و نرخ دیتا هستند. فرض کنید برای حمل یک بیت دیتا  پالس ارسال شود، برای فاصله­های زیاد، به منظور ارسال قابل قبول،  می ­تواند زیاد باشد و  زیاد منجر به نرخ دیتای پایین خواهد شد، به عبارت دیگر،  می ­تواند برای فاصله کم کاهش پیدا کند و منجر به نرخ دیتای بالا شود. بنابراین تعداد پالس­های بیشتر بر بیت برای ارسال در فاصله­های زیاد به کار می­رود.
۳- توانایی داشتن ظرفیت زیاد را دارند. معادله معروف شانون برای ظرفیت، بینش مربوط به مزیت سیستم­های بی­سیم UWB را به ما می­دهد. مطابق قانون شانون، توانایی ظرفیت یک کانال به صورت زیر بیان می­ شود:

و  به ترتیب توان کل سیگنال و توان نویز را بیان می­ کنند و  پهنای باند کانال می­باشد. سطح توان ارسالی کم سیستم­های UWB برای ظرفیت کانال بی­فایده است، به هر حال، سیستم­های UWB به دلیل پهنای باند زیاد، اثر سیگنال به نویز پایین (SNR) را جبران می­ کنند. بنابراین سیستم­های UWB برای ظرفیت بالای مخابرات بی­سیم پیشنهاد می­شوند[۵].

باند طیفی اختصاص یافته FCC
۴- دارای عملکرد مقاوم در محیط­های Jamming و چندمسیرگی ^[۴]شدید می­باشند که این مزیت، به علت ارسال پالس­های بسیار باریک می­باشد. چون گیرنده­ها قادر هستند انرژی قابل قبولی از ارسال پالس­ها بگیرند، که دلیل آن جزء چندمسیره ­های مجزای زیاد که از ارسال پالس­ها ایجاد می­شوند، می­باشد.
۵- ساختار گیرنده و فرستنده ساده دارند. سیستم­های UWB گیرنده و فرستنده­های دیجیتال بدون نیاز به بلوک­های فرکانسی رادیویی (RF) مانند اسیلاتور­ها، ماژول­های تبدیل بالا و پایین دارند که به دلیل طیف باند پایه سیگنال­های UWB می­باشد.