عنوان پایان‌نامه
تخمین زاویه ورود سیگنالهای CDMA
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: 1394;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37528;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1394
- تاریخ دفاع
- ۰۲ اسفند ۱۳۸۶
- دانشجو
- مریم ابوالفتح بیگی دزفولی
- استاد راهنما
- علی الفت
- چکیده
- در این پایان‌نامه به تخمین زاویه ورود سیگنالهای چند مسیره و آسنکرون در ایستگاه مرکزی سیستم DS CDMA پرداخته‌شده‌است. در سال‌های اخیر در این زمینه تحقیقات زیادی صورت گرفته‌است اما روش‌های ارائه شده از کارایی لازم در محیط چند مسیره برخوردار نمی‌باشد. روش‌های زیرفضا مانند MUSIC به‌طور کلی نسبت به روش‌های شکل‌دهی پرتو از دقت بالاتری برخوردارند اما در شرایطی که سیگنال‌ها کوهرنت باشند، عمل نمی‌کنند. برای حل این مشکل در الگوریتم MUSIC روش هموارسازی فضایی معرفی شده‌است که تنها هموارسازی، زمانی امکان‌پذیر است که آرایه آنتن‌ها دارای زیر آرایه‌های با شکل یکسان باشد. این روش منجر به کاهش تعداد آنتن‌های مؤثر می‌گردد و عملاً می‌بایست تعداد آنتن‌ها بسیار بیشتر از تعداد کاربرها باشد و برای سیستمی که در آن تعداد کاربرها زیاد هستند، مانند سیستم CDMA، قابل اعمال نیست. هدف در این پایان‌نامه، ارائه‌ی روشی است که بتوان روش زیرفضا را برای سیگنالهای CDMA چندمسیره به‌کار گرفت به‌طوریکه نسبت به روش‌های پیشین تخمین زاویه ورود سیگنالهای CDMA تخمین بهتری از زاویه ورود سیگنال‌ها ارائه دهد. بدین منظور دو روش ارائه شده‌است که صرفاً بر اساس ساختار سیگنال CDMA، روش MUSIC را بر این سیگنال‌ها قابل پیاده سازی می‌کنند. اساس کار روش اول حذف اثر مسیرهای ناخواسته با استفاده از عمود کردن کل سیگنال بر سیگنالهای کوهرنت موجود در مسیرهای دیگر است. در این روش با عمودسازی، مقداری از اطلاعات از میان می‌رود و در برخی شرایط ممکن است قدرت سیگنال موردنظر بسیار ضعیف شود و اطلاعات زیادی از دست رود و منجر به خطای زیاد گردد. به همین علت روش جدید دیگری پیشنهاد شده که عملکرد آن بسیار بهتر از روش پیشنهادی اول است. در روش دوم، با استفاده از ساختار امضای زمانی مسیرهای مختلف یک کاربر که مربوط به کد پخش‌کننده آنها می‌باشد و تأخیر آنها نسبت به هم، سیگنال مسیرهای مختلف یک کاربرجداسازی می‌شوند. هیچگونه حذف اطلاعات در آن صورت نمی‌گیرد. در هر دو روش، پردازش بر روی بردارهای فضا-زمان با ابعاد بزرگ در خروجی آنتن‌ها صورت‌می‌گیرد. هر دو روش برای تخمین زاویه ورود سیگنال هر مسیر از کاربر مورد نظر تنها به اطلاعات آن کاربرکه شامل امضای زمانی یا کد مخصوص کاربر در سیستم CDMA و تأخیر مسیرهای آن می‌باشد، نیاز دارند. این روش‌ها فرمول‌بندی شده‌اند. دو روش موجود در این پایان‌نامه مطرح شده‌است که عملکرد روش‌های جدید پیشنهادی از نظر واریانس و بایاس خطای تخمین با آنها، از طریق شبیه‌سازی مورد بررسی قرار گرفته‌است. همچنین برای ارزیابی روش‌های پیشنهادی، پارامترهای واریانس و بایاس تخمین روش پیشنهادی دوم با تخمین ML مقایسه گردیده‌است. باند "کرامر رائو " برای تخمین بدون بایاس زاویه موردنظر نیز محاسبه گردیده‌است که آن را با واریانس خطای تخمین روش پیشنهادی دوم مورد مقایسه قرار می‌دهیم. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که دومین روش ارائه شده، نسبت به دو روش موجود مطرح‌شده خطای بسیار کمتری دارد و همچنین در بسیاری موارد، قابل تحقق با تعداد آنتن‌های کمتر نسبت به روش اول می‌باشد.
- Abstract
- Abstract In this thesis we have considered the DOA estimation of multipath asynchronous CDMA signals in the base station of the system. In recent years, many researches have been carried out in this area but the current methods do not perform efficiently in a multipath environment. Subspace methods like the MUSIC algorithm generally estimate the DOA more precisely than beamforming methods.However, they fail in the coherent case and cannot find the DOA of coherent signals. Using spatial smoothing before the MUSIC algorithm is currently a solution to this problem. Spatial smoothing is only applicable when there are identical sub arrays in the antenna array. Moreover, this method suffers from reduction of the effective number of antennas. In other words, the number of antennas in this method should be larger than the normal case to handle the same number of signal. Therefore spatial smoothing cannot be practically used when there are many users in the system and the channel is multipath. For instance, the MUISC method with spatial smoothing for CDMA systems is impractical. The aim of this project is to propose a new more efficient method which makes the subspace methods applicable to multipath CDMA signals and outperforms the related current methods. To this end, two new subspace based methods have been proposed where each one exclusively uses the structure of the CDMA signals to derive an enhanced MUSIC- based algorithm to find the DOA of coherent CDMA signals. The first proposed method is based on removing the contribution of the coherent signals of the undesired paths by orthogonally projecting the total received signal onto the undesired coherent ones. By projection, a considerable amount of information may be lost which in some cases results in poor performance. This problem led us to propose another method which has much better performance. The second proposed method exploits
