چکیده:
استفاده از آنتن های آرایه ای وفقی در سیستم های مخابراتی بی سیم و سیار سلولی، مشکلات ناشی از تداخل ایجاد شده را به طور چشمگیری کاهش می دهد. با تغییر وزن های آرایه وفقی می توان پرتو تشعشعی آرایه را در جهت مورد نظر شکل دهی و تعیین کرد. برای به دست آوردن الگوهای تشعشعی مناسب، نحوه کنترل و وزن دهی به عناصر آرایه، الگوریتم های وفقی زیادی وجود دارد. هدف از این سمینار، بررسی روش ها و الگوریتم های وفقی مختلف شکل دهی به پرتو تشعشعی، از جمله الگوریتم های وفقی غیر کور (RLS، DSMI، LMS، گوس و…) و الگوریتم های وفقی کور (DD، CM و الگوریتم های ایستان دوره ای) و الگوریتم های تخمین زاویه ورود سیگنال (DOA) (بارتلت، تأخیر و جمع، ML، Root-MUSIC، MUSIC کاپون، WSF، ESPRIT، تخمین خطی، حداکثر آنتروپی، روش ماتریس مدادی،…) با استفاده از آنتن های آرایه ای و مقایسه روش های فوق است و در ادامه مقالات و تحقیقات جدید به صورت اجمالی بررسی شده است.
مقدمه:
با معرفی تلفن همراه، در اوایل دهه هشتاد میلادی به عنوان یک وسیله ارتباطی همگانی، سیر صعودی بهره مندی از این گونه سیستم ها با رشد همراه بود. با گسترش استفاده از سیستم های مخابرات سیار و شبکه های بی سیم، بخصوص در شهرهای بزرگ و مکان های پررفت و آمد، مشکل کمبود ظرفیت نمایان شد. این کمبود با بالا رفتن توقع کاربران در کیفیت و تنوع سرویس های ارائه شده، نمود بیشتری پیدا کرد. استفاده از مخابرات باند پهن تا حدودی این مشکل را حل کرده است، ولی در اکثر سیستم های مخابراتی و اطلاعاتی، طراحان با کمبود پهنای باند و افزایش تداخل روبرو هستند.
استفاده از آنتن های آرایه ای وفقی در سیستم های مخابراتی بی سیم و سیار سلولی، مشکلات ناشی از تداخل ایجاد شده را کاهش می دهد. آنتن های آرایه ای وفقی قابلیت شکل دهی به پرتو تشعشعی در جهت سیگنال مطلوب و هدایت صفرها در جهت سیگنال های مزاحم را به صورت خودکار دارا است. با تغییر وزن های آرایه وفقی می توان پرتو تشعشعی آرایه را در جهت مورد نظر شکل دهی و تنظیم کرد. برای به دست آوردن الگوهای تشعشعی مناسب، نحوه کنترل و وزن دهی عناصر آرایه، الگوریتم های وفقی زیادی وجود دارد. الگوریتم های وفقی به دو صورت است:
1- الگوریتم هایی که نیاز به یک سیگنال مرجع یا رشته آموزشی دارند و به اصطلاح الگوریتم های غیر کور گفته می شوند.
2- الگوریتم هایی که نیاز به یک سیگنال مرجع یا رشته آموزشی ندارند و با استفاده از الگوریتم های DOA، جهت ورود سیگنال به آرایه تخمین زده می شود و سپس از این اطلاعات در تعیین وزن های آرایه استفاده می شود. به این الگوریتم ها، الگوریتم های کور گفته می شود.
با استفاده از الگوریتم های مناسب تخمین جهت سیگنال، می توان به تخمین های قابل قبولی رسید. با معلوم بودن جهت سیگنال کاربرد، دامنه و فاز سیگنال های دریافتی، باعث تقویت سیگنال مطلوب و تضعیف تداخل می شوند و این خود باعث بهبود عملکرد و افزایش ظرفیت می شود.
هدف از این سمینار، بررسی روش ها و الگوریتم های وفقی مختلف شکل دهی به پرتو تشعشعی، از جمله الگوریتم های وفقی غیر کور (RLS، DSMI، LMS، گوس،…) و الگوریتم های وفقی کور (DD، CM و الگوریتم های ایستان دوره ای) و الگوریتم های تخمین زاویه ورود سیگنال (DOA) (بارتلت، تأخیر و جمع، ML، Root-MUSIC، MUSIC کاپون، WSF، ESPRIT، تخمین خطی و حداکثر آنتروپی،…) با استفاده از آنتن های آرایه ای و بررسی مقالات و تحقیقات جدید در این موارد است.
در فصل اول این سمینار آنتن های آرایه ای، مفاهیم، معیارهای بهینه سازی وزن های آرایه (مانند MVDR، MMSE و Max SIR) و رابطه بین معیارهای مختلف ارائه گردیده است.
در فصل دوم، الگوریتم های وفقی کور (RLS، DSMI، LMS، گوس،…) و الگوریتم های وفقی غیر کور (DD، CM و الگوریتم های ایستان دوره ای) شکل دهی به پرتو تشعشعی آنتن های بررسی و مقایسه گردیده است.
فصل سوم اختصاص به تخمین جهت ورود سیگنال به آرایه و الگوریتم های مختلف تخمین طیفی جهت ورود سیگنال به آرایه، مانند بارتلت، حداقل واریانس یا Capon، روش تاخیر و جمع، روش پیش بینی خطی، روش حداکثر آنتروپی و روش بیشینه درست نمایی دارد.
فصل چهارم با تمرکز بر الگوریتم های مختلف تخمین مبتنی بر ساختار ویژه جهت ورود سیگنال به آرایه، مانند Unitary Circular Root -MUSIC، CLOSEST، Beamspace MUSIC، ESPRIT، Root-MUSIC، MUSIC و Minimum Norm بررسی و مقایسه الگوریتم های تخمین طیفی و مبتنی بر ساختار ویژه را بر عهده دارد. همچنین در فصل پنجم تخمین DOA با استفاده از ماتریس مدادی به صورت یک بعدی و دو بعدی ارائه شده است.
در فصل ششم مقالات و تحقیقات انجام شده شکل دهی به پرتو تشعشعی آنتن های آرایه ای و تخمین DOA بررسی شده است.
در فصل هفتم نتیجه گیری نهایی ارائه گردیده است و در انتها پیوست ها و مراجع آورده شده اند.
تعداد صفحات: 125
