عنوان پایان‌نامه
طراحی کوانتایزر برای کدینگ منابع توزیع شده
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 43110;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1654
- تاریخ دفاع
- ۱۶ مهر ۱۳۸۸
- دانشجو
- سپیده شماعی
- چکیده
- شبکه های سنسوری در سالهای اخیر بسیار مورد توجه بوده و مطالعات زیادی در این حوزه انجام گرفته است. یکی از راهکارهای کارآمد در شبکه های سنسوری، کدینگ منابع توزیع شده است که اساسا با معرفی دو قضیه اسلپین-ولف برای کدینگ بدون اتلاف و وینر-زیو برای کدینگ با اتلاف پایه گذاری گردید. در رویکرد کدینگ منابع توزیع شده، فرض می شود که اطلاعات خروجی مجموعه ای از سنسورها با یکدیگر همبسته بوده و هیچ گونه ارتباطی بین سنسورهای مزبور در فرستنده وجود ندارد. در چنین شرایطی اطلاعات خروجی در سنسورها فشرده شده و به یک واحد مرکزی ارسال می شوند؛ که در واحد مرکزی فرآیند دکدینگ اطلاعات مجموعه سنسورها به صورت توأم انجام می گیرد. در این پایان نامه روشی جدید برای طراحی کوانتایزر اسکالر برای کدینگ وینر-زیو در شرایط کانال نویزی پیشنهاد می شود. در روش مزبور، ساختار کوانتایزر وینر-زیو به صورت یک کوانتایزر اسکالر لوید در نظر گرفته شده که به دنبال آن یک عملگر بینینگ و تخصیص اندیس کانال قرار می گیرد. الگوریتمی برای طراحی عملگر بینینگ و تخصیص اندیس براساس روش سیمولیتد انییلینگ پیشنهاد می گردد. چگونگی پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی و نتایج حاصل از شبیه سازی آن ارائه شده و مقایسه نتایج مزبور با نتایج حاصل از سایر روشهای متداول طراحی کوانتایزر، عملکرد بهتر شیوه پیشنهادی را تأیید می کند. همچنین در این پایان نامه مسأله عدم تطابق میان شرایطی که کوانتایزر برای آن طراحی شده است و شرایطی که کوانتایزر در آن مورد استفاده قرار می گیرد برای سناریوی وینر-زیو، مورد مطالعه قرار گرفته و پاسخی برای مسئله¬ی مینی مکس پیشنهاد می شود. به بیان دیگر، چنانچه هیچ نوع اطلاعاتی در مورد نویز کانال و یا همبستگی میان منبع و اطلاعات جانبی به جز دامنه تغییرات آنها در اختیار نباشد، کوانتایزری که ماکزیمم اعوجاج ممکن را مینیمم می کند، پاسخ مسئله مینی مکس، کوانتایزری است که برای بدترین شرایط، یعنی ماکزیمم احتمال خطای کانال یا مینیمم میزان همبستگی، طراحی شده است. این پاسخ پیشنهادی به وسیله نتایج شبیه سازیها تأیید می شود.
- Abstract
- Wireless sensor networks are expected to play an important role in tomorrow’s sensing and monitoring systems. One important charcterstic of these networks is that the measurements of different sensors may be highly correlated as the nodes are often densly deployed. Obviously, exploiting this correlation helps decrease the required transmission bandwidth. Distributed source coding provides solutions towards this end, e.g., for wireless sensor networks, whereby the outputs of correlated sources are coded separately and decoded jointly at a central decoder. DSC is motivated by the Slepian-Wolf theorem for lossless compression, and the Wyner-Ziv theorem for lossy compression. In this thesis, a Wyner-Ziv quantizer design method is introduced for robust transmission over noisy channels. In the proposed scheme, the source encoder is considered as a Lloyd scalar quantizer followed by a binning and index assignment (BIA) operation. An approach based on simulated annealing is proposed for BIA design. Simulation results and comparisons with other alternatives are presented, which demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm. Also in this thesis, the problem of mismatch between the level of correlation or channel noise for the design and operations are investigated in the Wyner-Ziv setup and a minimax solution is suggested. In other words, if there is not any information available about the exact statistics of the channel error probability or the correlation between the source and the side information except their range, a quantizer which minimizes the maximum possible distortion, the minimax solution, is the one designed for the worst case, namely the maximum value of channel error probability or minimum valuve of correlation. The effectiveness of the proposed design is approved by simulation results.
