عنوان :حذف تداخل در کانال مرجع رادار پسیو مبتنی بر سیگنال پخش تلویزیون دیجیتال توسط فرستنده¬های زمینی با رویکرد بازتولید

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

پایان­نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق-مخابرات سیستم

حذف تداخل در کانال مرجع رادار پسیو مبتنی بر سیگنال پخش تلویزیون دیجیتال توسط فرستنده­های زمینی با رویکرد بازتولید

اساتید راهنما:

دکترمصطفی درختیان          

دکتر عباس شیخی

بهمن ماه 1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

حذف تداخل در کانال مرجع رادار پسیو مبتنی بر سیگنال پخش تلویزیون دیجیتال توسط فرستنده­های زمینی با رویکرد بازتولید

به کوشش

زهره اسدسنگابی

در این پایان­نامه یک گیرنده­ی دیجیتال جهت پردازش سیگنال در گیرنده­ی مرجع رادار پسیو مبتنی بر مدولاسیون تقسیم فرکانسی متعامد(OFDM) پخش زمینی تلویزیون دیجیتال(DVB-T) ارائه شده است. این گیرنده شامل بلوک­های هم­زمان­سازی، تخمین آفست فرکانسی و تخمین­گر کانال می­باشد. پس از همزمان­سازی، به تخمین و جبران آفست فرکانسی که هر دو با استفاده از تشخیص موقعیت زیرسمبل­های پایلوت انجام می­شود، می­پردازیم. سپس با استفاده از دو روش درون­یابی خطی و کمترین مربع خطا ( LS) تخمین کانال انجام می­شود. پس از اینکه کانال تخمین زده شد، به همسانسازی کانال خواهیم پرداخت و نهایتا نسخه­ی بازتولید سیگنال ارسالی ساخته می­شود. جهت بررسی کارایی گیرنده موردنظر منحنی احتمال خطای آشکارسازی سمبل­ها را بر حسب نسبت توان سیگنال­ به توان نویز برای روش­های مختلف تخمین کانال ترسیم نموده­ایم. همچنین برای بررسی دقیق­تر کارایی الگوریتم­های پیشنهادی منحنی اتلاف تضعیف کلاتر در گیرنده­ی مراقبت رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T ترسیم کرده­ایم تا مشخص نماییم که اگر با استفاده از سیگنال بازتولید شده در گیرنده­ی پیشنهادی، کلاتر را در گیرنده­ی مراقبت تضعیف نماییم این مقدار تضعیف نسبت به وضعیتی که سعی کنیم در گیرنده­ی مراقبت با استفاده از نسخه­ی ایده­آل از سیگنال ارسالی، کلاتر را حذف نماییم، دچار اتلاف خواهد شد.

کلید واژگان: همزمان سازی، همسان سازی، بازتولید

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                   صفحه

فصل اول: مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………….   1

1-1- مقدمه­ای بر رادار پسیو ………………………………………………………………………………………………………   2

1-2- مروری بر سیستم DVB_T ………………………………………………………………………………………………. 5

1-3- ساختار پایان­نامه ……………………………………………………………………………………………………………………. 7

فصل دوم: ساختار فریم OFDM …………………………………………………………………………………………………….. 9

2-1- مقدمه­ای بر OFDM ………………………………………………………………………………………………………….. 10

2-2- ساختار فرستنده و گیرنده­ی OFDM ……………………………………………………………………………….. 15

2-2-1- پریود سمبل، فواصل و فضای حامل ……………………………………………………………………… 16

2-2-2- پیاده سازی با استفاده از FFT و IFFT ………………………………………………………………… 18

2-3- مزایا و معایب سیستم­های OFDM …………………………………………………………………………………… 20

2-4- ساختار فریم OFDM در گیرنده­ی DVB-T …………………………………………………………………….. 21

2-4-1- نقاط منظومه­ای…………………………………………………………………………………………………………………30

فصل سوم: آشنایی با پخش زمینی تلویزیون دیجیتال ………………………………………………………………. 32

3-1- معایب انتقال آنالوگ ………………………………………………………………………………………………………….. 33

3-2- مزایای سیستم دیجیتال ……………………………………………………………………………………………………. 35

3-2-1- کیفیت تصاویر ارسالی دیجیتال و آنالوگ ……………………………………………………………. 37

3-3- اجزای یک سیستم تلویزیون …………………………………………………………………………………………….. 38

3-3-1- طراحی تلویزیون ………………………………………………………………………………………………….. 40

3-3-2- تلویزیون همراه (DVB_T MOBILE) ……………………………………………………………….. 41

3-4- گسترش جهانی تلویزیون دیجیتال …………………………………………………………………………………… 42

3-4-1- تلویزیون دیجیتال در ایالات متحده ……………………………………………………………………. 42

3-4-2- تلویزیون دیجیتال در اروپا …………………………………………………………………………………… 43

3-4-3- تلویزیون دیجیتال در ژاپن …………………………………………………………………………………… 43

3-4-4- نحوه­ی پوشش DVB_T در ایران ……………………………………………………………………….. 44

3-5- سازمان­ها و استانداردهای عمومی تلویزیون دیجیتال ………………………………………………………. 46

3-6- فرستنده­های تلویزیون دیجیتال ……………………………………………………………………………………….. 49

3-6-1- لزوم فشرده سازی به روش MPEG-2 ………………………………………………………………….. 51

3-6-2- کدهای درونی(کد کانولوشنال) ……………………………………………………………………………. 54

3-6-3- مدولاسیون درونی(داخلی) …………………………………………………………………………………… 55

3-6-4- کدگذاری خارجی …………………………………………………………………………………………………. 56

3-6-5- مدولاسیون درونی(داخلی) ………………………………………………………………………………….. 57

3-7- باند ارسال ………………………………………………………………………………………………………………………….. 58

3-8- منطقه­ی پوشش فرستنده …………………………………………………………………………………………………. 58

3-9- دریافت سیگنال دیجیتال ………………………………………………………………………………………………….. 59

3-10- اصطلاحات دیجیتالی ………………………………………………………………………………………………………. 61

فصل چهارم: شبیه­سازی گیرنده­ی سیگنال DVB_T ………………………………………………………………… 63

4-1- گیرنده­ی سیگنال DVB_T ………………………………………………………………………………………………. 64

4-1-1- مشخصات سیستم DVB_T …………………………………………………………………………………. 65

4-1-2- گیرنده­ی پیشنهادی ……………………………………………………………………………………………… 66

4-2- همزمان­سازی …………………………………………………………………………………………………………………….. 67

4-3- تخمین آفست فرکانسی   …………………………………………………………………………………………………… 70

4-4- تخمین کانال ………………………………………………………………………………………………………………………. 76

4-4-1- روش درون یابی خطی …………………………………………………………………………………………. 76

4-4-2- روش کمترین مربعات (LS) ………………………………………………………………………………….. 78

4-4-3- تخمین کانال متغیر با زمان …………………………………………………………………………………. 81

4-5- همسان­سازی ……………………………………………………………………………………………………………………. 82

4-6- دی­مدولاسیون …………………………………………………………………………………………………………………. 83

4-7- روش بازتولید ……………………………………………………………………………………………………………………. 83

4-8- حساسیت سنجی روش بازتولید ………………………………………………………………………………………. 84

فصل پنجم: نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………. 96

– فهرست منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………100

– چکیده به زبان انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………103

فصل اول

1- مقدمه

1-1- مقدمه­ای بر رادار پسیو

فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار می­باشد. امواج رادیویی، امواج مغناطیسی می­باشند که معمولا توسط آنتن منتشر می­شوند. واژه­ی رادار (Radar)[1] از حروف اول چند کلمه­ی انگلیسی به معنای آشکارسازی و فاصله­یابی با استفاده از امواج رادیویی، ساخته شده است. این واژه که امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، همانند رادیو و تلویزیون یک اصطلاح بین­المللی شده است. با رادار می­توان درون محیطی را که برای چشم، غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی، باران، مه، برف، غبار و … . امواج رادیویی برد زیادی دارند، توسط انسان­ها قابل حس نیستند و کشف و دریافت آن­ها حتی هنگامی که ضعیف هم شده­اند به­ راحتی امکان­پذیر است. بنابراین رادار دستگاهی است که به وسیله­ی امواج رادیویی می­تواند وجود شیئی را کشف و فاصله­ی آن را تعیین نماید. سیستم­های راداری متداول از یک بخش فرستنده و گیرنده تشکیل می­شوند که اغلب از یک آنتن برای ارسال و دریافت استفاده می­کنند. اولین تجربه در مورد بازتابش امواج رادیویی توسط هرتز آلمانی در سال 1886 به­دست آمد. در سال­های 1920 تا 1930 پیشرفت­هایی در جهت ساخت رادار با قابلیت­های تعیین فاصله­ی اهداف صورت گرفت. در سال 1960 استفاده از رادارهای هوایی و فضایی توسعه یافت و علاوه بر کاربرد نظامی، جهت نقشه­برداری جغرافیایی و اکتشافات علمی و … مورد استفاده قرار گرفتند. رادارها براساس محل قرار گرفتن فرستنده و گیرنده به رادارهای تک­پایه[2]، دو­پایه[3] و یا چند­پایه تقسیم می­شوند. رادارهای اولیه همگی دو­پایه بودند. با پیشرفت تکنولوژی آنتن­هایی ساخته شدند، که قادر بودند از فرستندگی به گیرندگی سوییچ نمایند. در سال 1936 رادارهای دوپایه جای خود را به رادارهای تک­پایه دادند. اجزاء تشکیل دهنده سیستم رادار فرستنده، گیرنده آنتن وسیستم­های الکتریکی جهت ثبت و پردازش اطلاعات می­باشد.

از انواع رادارها، رادارهای پسیو می­باشند. رادار پسیو را با نام­هایPCL[4] و PBR[5] می­شناسند]1[. رادار پسیو راداری دو ­پایه است که می­تواند با استفاده از انواع فرستنده­های مغتنم بدون اینکه خود مورد شناسایی قرارگیرد، به آشکارسازی اهداف بپردازد و اختلاف زمان بین سیگنالی که مستقیما از فرستنده دریافت می­شود و سیگنال­هایی را که در اثر تشعشع دریافت می­شود را اندازه می­گیرد این کار اجازه می­دهد تا وضعیت هدف و تحرک آن مشخص گردد. فرستنده­های متعدد آنالوگ و دیجیتال VHF رادیویی و UHF تلویزیونی موجود هستند که رادار پسیو می­تواند از آنها به عنوان فرستنده­های مغتنم استفاده کند.

از مزایای رادارهای PBR می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

پایین بودن هزینه­ی نگه­داری به دلیل نداشتن فرستنده، پایین بودن هزینه­ی ساخت، پنهان­کاری راداری به علت نداشتن امواج ارسالی، اندازه­ی کوچک­تر نسبت به رادارهای اکتیو، امکان ردیابی و مقابله با جنگنده­های پنهان­کار، غیرقابل ردیابی در مقابل موشک­های ضد تشعشع.

رادارهای پسیو که از فرستنده­های مغتنم بهره­برداری می­کنند، دارای ساختار دوپایه مطابق شکل 1-1 می­باشند. در این صورت به سیگنالی که بین فرستنده­ی مغتنم و گیرنده­ی رادار دوپایه مبادله می­شود، سیگنال مسیرمستقیم می­گویند و به سیگنالی که بین هدف و گیرنده­ی رادار دوپایه مبادله می­شود، سیگنال هدف گفته­ می­شود]2-3 [.

شکل 1-1: هندسه­ی رادار پسیو

ایده­ی بنیادین رادار پسیو این است که سیگنال­های چند مسیره شامل سیگنال مرجع، سیگنال­های کلاتر و اهداف در کانال مراقبت را گرفته و به تفکیک آن­ها می­پردازد. برای تفکیک مناسب این سیگنال­ها نیازمند آن هستیم که یک نسخه­ی خالص از سیگنال کانال مرجع را در اختیار داشته باشیم، معمولا این نسخه­ی­ خالص دراختیار نیست و با انجام پیش­پردازش­هایی روی سیگنال دریافتی، این سیگنال خالص به دست می­آید. یکی از روش­­های دست­یابی به نسخه­ی اصلی سیگنال کانال مرجع، بازتولید[6] می­باشد.

در رادارهای معمولی، زمان ارسال پالس و دریافت آن کاملا شناخته شده است و به رادار این اجازه را می­دهد تا فاصله هدف به راحتی محاسبه شود و توسط یک فیلتر تطابق درصد سیگنال به نویز را مشخص نماید. یک رادار پسیو هیچ اطلاعاتی را به طور مستقیم دریافت نمی­نماید، از این رو باید از یک کانال اختصاصی (که کانال منبع نامیده می شود) استفاده نماید.

یک رادار پسیو برای آشکارسازی اهداف از مراحل زیر استفاده می­نماید:

• جستجوی منطقه تحت پوشش برای دریافت امواج توسط دریافت­کننده­های دیجیتالی بدون نویز
• تولید امواج دیجیتال برای تشخیص جهت دریافت امواج و فاصله ارسال شده و قدرت منبع ارسال کننده
• فیلترینگ انطباقی برای جداسازی هر سیگنال مستقیم ناخواسته در محدوده تجسس
• آماده­سازی سیگنال مشخص شده برای ارسال کننده
• رابطه ضربدری برای کانال منبع با کانال­های تجسسبرای مشخص­کردن رنج بای­استاتیک و داپلر هدف
• آشکار سازی با استفاده از میزان هشدار کاذب[7] ( (CFAR
• ارتباط و پیگیری هدف در فضای داپلر تحت پوشش که به نام پیگیری خطی[8] شناخته شده است.
• ارتباط و ترکیب پیگیری خطی از هر ارسال کننده به شکل ارزیابی نهایی از موقعیت و سمت و سرعت یک هدف به نمایش در می­آید]3[.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 423