عنوان پایان‌نامه
حسگری طیفی سیگنالهای در رادیوی شناختگر
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2478;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63781
- تاریخ دفاع
- ۰۲ آذر ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمدامیر میردامادی
- استاد راهنما
- مریم صباغیان
- چکیده
- روند رو به گسترش استفاده از سیستم های مخابراتی با نرخ بالای ارسال داده، استفاده¬ی بهینه از باندهای فرکانسی موجود را به مساله ای پر اهمیت در مخابرات بی سیم تبدیل کرده است. در رویکرد سنتی تخصیص طیف، باندهای فرکانسی مشخصی به هر سیستم اختصاص داده می شود. از آنجا که این روش تخصیص طیف بازدهی طیفی پایینی دارد، روش تخصیص پویای طیف، که در رادیوهای شناختگر استفاده می شود، مطرح شده است. رادیوهای شناختگر با استفاده از طیف سنجی، مدیریت طیف، به اشتراک گذاری و تخلیه ی به موقع طیف امکان استفاده ی کارآمد چند کاربر از یک باند فرکانسی را فراهم می سازد. سنجش طیف نخستین و یکی از اصلی ترین مراحل پیاده سازی رادیوهای شناختگر است. در این پایان نامه، روشی برای طیف سنجی سیگنالهای SC-FDMA ارائه نموده ایم. روش SC-FDMA به عنوان روش ارسال در فراسو در LTE-Advanced، استاندارد نسل چهارم مخابرات سلولی، مطرح شده است. این روش به دلیل کارایی مناسب و مزایای عملی زیاد توجه بسیاری را به خود معطوف کرده است و در آینده شاهد رشد استفاده از این روش در سیستمهای مخابراتی خواهیم بود. به همین دلیل سنجش طیف سیستمهای SC-FDMA اهمیت به سزایی دارد. در این پایان نامه، پس از مروری بر روشهای متداول طیف سنجی، روشی برای سنجش طیف و آشکارسازی سیگنالهای SC-FDMA با نگاشت اندرگذاری ارائه می¬شود. این روش بر مبنای استفاده از ویژگیهای شبه تکرار شوندگی سیگنال مورد بحث طراحی شده است. کارایی این روش در آشکارسازی با دو روش سنجش انرژی و روشی بر مبنای پیشوند گردشی مقایسه می شود و نشان داده می شود روش پیشنهادی نسبت به دو روش مذکور بین 8 تا 13 دسیبل بهبود آشکارسازی دارد. نکته ی قابل توجه این است که این بهبود کارایی در ازای افزایش معقول و نسبتا ناچیز پیچیدگی محاسباتی نسبت به روش های مورد مقایسه به دست آمده است.
- Abstract
- The strenuous efforts in wireless communications have been focused on increasing the transmission rate to accommodate various types of multimedia. However, the concurrent transmission of high data rate users looks impossible due to the inherent limitations of the available spectrum. Cognitive radio is a prominent solution to deal with the spectrum scarcity. In this method, unlicensed or secondary users (SU) opportunistically transmit in the spectrum licensed to primary users (PU) if the frequency band is vacant at the moment. This approach necessitates sensing the spectrum to reliably determine the spectrum holes available for transmission and detect the existence of primary users. This thesis develops a spectrum sensing technique for interleaved single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) systems. SC-FDMA is a block-wise transmission scheme which efficiently exploits fast Fourier transform (FFT) to create a multiple access technique with reasonable complexity, good performance and low peak to average power ratio. SC-FDMA systems are categorized to localized and interleaved schemes based on their sub-carrier mapping techniques. The focus of this thesis is on the latter. By designing a metric which exploits cyclostationary features of interleaved SC-FDMA signals, we establish a framework for signal detection. Using Gaussian approximation for this metric, the parameters of the metric distributions under two hypotheses are derived and both hypotheses are examined by Neyman-Pearson test. We validate the accuracy of the Gaussian approximation by comparing theoretical and simulated metric histograms. The performance of the proposed method is presented for additive white Gaussian noise and multi-path Rayleigh fading channels. We also investigate the effect of the block length, number of users and metric window length on the detection performance. Through comparative performance evaluation, we demonstrate the superiority of our proposed detection scheme over energy detection and another detection method based on auto-correlation of the cyclic prefix. We obtain similar detection performance to that of the mentioned methods at about 8 to 13 dB lower signal to noise ratio. It is noteworthy that the complexity of our method is comparable to that of the energy detection and slightly higher than that of the other method.
