تشریح کدهای ماکزیمال، گلد و کازامی و نحوه تولید آنها در سیستم CDMA - هدف از این پایان نامه تشریح کدهای ماکزیمال، گلد و کازامی و نحوه تولید آنها در سیستم CDMA می باشد
دانلود پایان نامه مهندسی مخابرات
تشریح کدهای ماکزیمال، گلد و کازامی و نحوه تولید آنها
چکیده
دسترسی چندگانه تقسیم کد از تکنولوژی طیف گسترده به وجود می آید . سیستم های طیف گسترده در حین عمل کردن حداقل تداخل خارجی ، چگالی طیفی کم و فراهم کرده توانایی دسترسی چندگانه از تداخل عمدی سیگنالها جلوگیری می کند که عملیات سیستمی با تداخل دسترسی چندگانه و نویز آنالیز می شود . احتمال خطای بیت در مقابل تعداد متنوعی از کاربران و سیگنال به نویز متفاوت محاسبه می شود . در سیستم دسترسی چندگانه تقسیم کد برای گسترده کردن به دنباله تصادفی با معیارهای کیفیت اصلی برای تصادفی کردن نیاز داریم . سیگنال گسترده شده بوسیله ضرب کد با شکل موج چیپ تولید می شود و کد گسترده بوجود می آید .
بوسیله نسبت دادن دنباله کد متفاوت به هر کاربر ، اجازه می-دهیم که همه کاربران برای تقسیم کانال فرکانس یکسان به طور همزمان عمل کنند . اگرچه یک تقریب عمود اعمال شده بر دنباله کد برای عملکرد قابل قبولی به کار می رود . بنابراین ، سیگنال کاربران دیگر به عنوان نویز تصادفی بعضی سیگنال کاربران دیگر ظاهر می شود که این تداخل دستیابی چندگانه نامیده می شود . تداخل دستیابی چندگانه تنزل در سرعت خطای بیت و عملکرد سیستم را باعث می شود .
اساس تولید کد ماکزیمال شیفت رجیسترهای خطی است . یک راه معمول برای تولید کد ماکزیمال به وسیله میانگین گرفتن از کوچکترین ثبات انتقالی است . اگر طول شیفت رجیستر را و دوره تناوب آن را در نظر بگیریم و در نتیجه . [9]در سیستم های DS طول کد برابر با فاکتور گسترش دهنده است یعنی در شکل زیر نشان داده شده است [9] که چگونه کد ماکزیمال با سیگنال داده ها ترکیب شده است .
تولید کد ماکزیمال به طور معمول آسان است یک تعداد از شیفت رجیستر ها برای تولید کد احتیاج است و به همین دلیل در سیستم های DS یک بهره پردازش بزرگ مطرح می شود .
برای استفاده از یک کد PN باید قیود زیر رعایت شود : [9]
1) توالی رشته های دنباله ها باید از دو سطح عددی ساخته شود .
2) کدها باید یک خود همبستگی با پیک تیز برای سنکرون کردن داشته باشد .
3) کدها باید یک همبستگی متقابل با مقدار کم برای کاربران موجود در سیستم را داشته باشد .
4) کدها باید به صورت متعادل باشند .
تفاوت میان یکها و صفرها در کد ممکن است فقط یکی باشد که این کاربران دارای احتمال چگالی طیفی خوبی هستند ( یعنی گسترش انرژی در سرتاسر باند فرکانسی ) در سیستم های دستیابی چندگانه تقسیم کد از دو دنباله بلند و کوتاه استفاده می شود . برای تولید هر دو نوع کد ماکزیمال از روش ثبات انتقالی استفاده می شود. طول کوتاه کدی با طول ثابت و طول آن برابر با بهره پردازش می باشد . و کد بلند یا متغیری کدی به طول می باشد که هر بیت اطلاعات را به یک زیر مجموعه از این بیت کد می کنیم .
بنابراین هر بیت اطلاعات در یک کد مختلف مدوله می شود . در روش شیفت رجیستری با استفاده از شیفت رجیستر می توان به تعداد کد که طول هر کدام است تولید کرد . برای تولید این کدها روش های متنوعی وجود دارد که معروفترین آن استفاده از شیفت رجیستر است .
در شکل بالا خروجی تمام طبقات به جمع کننده در مبنای دو وارد نمی شود بلکه برای اینکه کد تولید شده یک کد طول ماکزیمم باشد می بایست طبقات مشخص به جمع کننده دو وارد شده . از آنجائیکه چرخه تولید کد از این روش دارای یک چرخه طولانی با استفاده از مقدار دهی اولیه به هر یک از شیفت رجیستر ها است .
برای کد ماکزیمال تابع خود همبستگی در نظری بصورت زیر می باشد .
از مقایسه شکلهای شبیه سازی شده می توان نتیجه گرفت که همبستگی متقابل بین کدهای ماکزیمال زیاد است . در نتیجه این کدها برای سیستم های دستیابی چندگانه تقسیم کد مناسب نیستند به همین دلیل کدهای گلد که وضعیت بهتری از نظر ویژگی های تابع همبستگی دارند به وجود آمدند . میزان همبستگی متقابل و خود همبستگی با افزایش طول کاربران افزایش می یابد .
کلمات کلیدی:
کدهای CDMA
دسترسی به کانال
دسترسی چندگانه با تقسیم کد
بررسی تولید کدهای ماکزیمال، گلد و کازامی
فهرست مطالب
فصل اول : پیش نیازهای ریاضی و تعاریف 1
1-1 مقدمه . 2
1-2 تعا ریف 3
1-2-1 تابع همبستگی متقابل برای سیگنالهای پریودیک 3
1-2-2 تابع خود همبستگی برای سیگنالهای پریودیک 4
1-2-3 خواص توابع همبستگی پریودیک گسسته . 5
1-3 نامساوی ولچ . 6
1-4 نامساوی سید لینکوف . 6
1-5 تابع همبستگی غیر پریودیک گسسته 7
فصل دوم : معرفی کدهای ماکزیمال و گلد و کازامی . 8
2-1 مقدمه 9
2-2 تعریف . 10
2-3 دنباله های کلاسیک . 10
2-3-1 دنباله هایی با طول ماکزیمال 10
2-3-2 خواص دنباله های ماکزیمال 11
2-4 انواع تکنیکهای باند وسیع . 13
2-4-1 روش دنباله مستقیم (DS) 13
2-5 کدPN . 14
2-5-1 دنباله PN و پس خور ثبات انتقالی . 15
2-5-2 مجموعه دنباله های ماکزیمال دارای همبستگی ناچیز . 16
2-5-3 بزرگترین مجموعه به هم پیوسته از دنباله های ماکزیمال 17
2-6 دنباله گلد . 19
2-7 مجموعه کوچک رشته های کازامی 20
2-8 مجموعه بزرگ رشته های کازامی . 21
فصل سوم : نحوه ی تولید کدهای ماکزیمال و گلد و کازامی . 22
3-1 تولید کد ماکزیمال 23
3-2 تولید کد گلد 28
3-3 تولید کد کازامی 32
فصل چهارم : مروری بر سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد 36
4-1 مقدمه . 37
4-2 سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد . 38
4-3 مزایای سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد . 40
4-4 نگاهی به مخابرات سیار 41
4-5 طریقه ی مدولاسیون 46
4-6 پدیده دور- نزدیک . 46
4-7 استفاده از شکل موجهای مناسب CDMA 49
4-8 بررسی مساله ی تداخل بین کاربران . 49
فصل پنجم : مراحل و نتایج شبیه سازی کدهای CDMA . 50
5-1 مقدمه . 51
5-2 بررسی کد ماکزیمال در شبیه سازی 52
5-3 بررسی کد گلد در شبیه سازی 57
5-4 بررسی کد کازامی در شبیه سازی 62
5-5 عملکرد خطای بیت . 66
شکلها
شکل (1-1) شکل موج گسترش یافته 5
شکل (1-2) مدار شیفت رجیستر 11
شکل (2-2) بلوک دیاگرام یک سیستم DSSS 14
شکل (2-3) بلوک دیاگرام یک فیدبک شیفت رجیستر . 16
شکل (3-1) چگونگی ترکیب کد ماکزیمال با داده ها 23
شکل (3-2) تولید کد ماکزیمال با استفاده از شیفت رجیستر 24
شکل (3-3) تابع همبستگی کد ماکزیمال . 25
شکل (3-4) تابع همبستگی متقابل با طول دنباله31 و تعداد 100 کاربر . 26
شکل (3-5) تابع همبستگی متقابل با طول دنباله63 و تعداد 100 کاربر . 27
شکل (3-6) نحوه ی تولید کد گلد . 28
شکل (3-7) تابع خود همبستگی و همبستگی متقابل با طول دنباله 31 و تعداد 50 کاربر . 29
شکل (3-8) تابع خود همبستگی و همبستگی متقابل با طول دنباله 31 و تعداد 100 کاربر . 30
شکل (3-9) تابع خود همبستگی و همبستگی متقابل با طول دنباله 63 و تعداد 50 کاربر 31
شکل (3-10) نحوه ی تولید کد کازامی 32
شکل (3-11) تابع خود همبستگی و همبستگی متقابل با طول دنباله 31 و k=2 , m=-1 . 33
شکل (3-12) تابع خود همبستگی و همبستگی متقابل با طول دنباله 31 و k=-1 , m=10 34
شکل (3-13) تابع خود همبستگی و همبستگی متقابل با طول دنباله 31 و k=-4 , m=4 35
شکل (4-1) مدل سیستم دستیابی چندگانه تقسیم کد 38
شکل (4-2) تقسیم بندی سیستم دستیابی چندگانه تقسیم کد 39
شکل (4-3) هدف سیستم دستیابی چندگانه تقسیم کد . 41
شکل (4-4) نمونه ای از مخابرات سلولی . 42
شکل ( 4-5) مدلهای مختلف سیستمهای چندگانه . 45
شکل (4-6) اثر پدیده دور- نزدیک . 47
شکل (5-1) فرستنده CDMA . 51
شکل (5-2) گیرنده CDMA 52
شکل (5-3) سیگنال مدولاسیون BPSK همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 53
شکل (5-4) سیگنال CDMA همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 53
شکل (5-5) سیگنال غیر گسترش یافته در گیرنده همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 53
شکل (5-6) سیگنال دمدولاسیون BPSK در گیرنده همراه fft سیگنال برای 40 کاربر 53
شکل (5-7) نمودار BER برای 40 کاربر کد ماکزیمال 54
شکل (5-8) سیگنال مدولاسیون BPSK همراه fft سیگنال برای 80 کاربر . 55
شکل (5-9) سیگنال CDMA همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 55
شکل (5-10) سیگنال غیر گسترش یافته در گیرنده همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 55
شکل (5-11) سیگنال دمدولاسیون BPSK در گیرنده همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 55
شکل (5-12) نمودار BER برای 80 کاربر کد ماکزیمال 56
شکل (5-13) روش بدست آوردن کد گلد 57
شکل (5-14) سیگنال مدولاسیون BPSK همراه fft سیگنال برای 40 کاربر 58
شکل (5-15) سیگنال CDMA همراه fft سیگنال برای 40 کاربر 58
شکل (5-16) سیگنال غیر گسترش یافته در گیرنده همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 58
شکل (5-17) سیگنال دمدولاسیون BPSK در گیرنده همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 58
شکل (5-18) نمودار BER برای 40 کاربر کد گلد . 59
شکل (5-19) سیگنال مدولاسیون BPSK همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 60
شکل (5-20) سیگنال CDMA همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 60
شکل (5-21) سیگنال غیر گسترش یافته در گیرنده همراه fft سیگنال برای 80 کاربر . 60
شکل (5-22) سیگنال دمدولاسیون BPSK در گیرنده همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 60
شکل (5-23) نمودار BER برای 80 کاربر کد گلد 61
شکل (5-24) سیگنال مدولاسیون BPSK همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 62
شکل (5-25) سیگنال CDMA همراه fft سیگنال برای 40 کاربر . 62
شکل (5-26) سیگنال غیر گسترش یافته در گیرنده همراه fft سیگنال برای 40 کاربر 62
شکل (5-27) سیگنال دمدولاسیون BPSK در گیرنده همراه fft سیگنال برای 40 کاربر 62
شکل (5-28) نمودار BER برای 40 کاربر کد کازامی . 63
شکل (5-29) سیگنال مدولاسیون BPSK همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 64
شکل (5-30) سیگنال CDMA همراه fft سیگنال برای 80 کاربر . 64
شکل (5-31) سیگنال غیر گسترش یافته در گیرنده همراه fft سیگنال برای 80 کاربر . 64
شکل (5-32) سیگنال دمدولاسیون BPSK در گیرنده همراه fft سیگنال برای 80 کاربر 64
شکل (5-33) نمودار BER برای 80 کاربر کد کازامی 65
شکل (5-34) مقایسه سه کاربر برای کد ماکزیمال . 68
شکل (5-35) مقایسه سه کاربر برای کد گلد 69
شکل (5-36) مقایسه سه کاربر برای کد کازامی 70
شکل (5-37) مقایسه سه کد برای 40 کاربر . 71
شکل (5-38) مقایسه سه کد برای 80 کاربر . 72
جدول (2-1) مقدیری از دنباله های ماکزیمال 18
مشخصات فروشنده
نام و نام خانوادگی : محمد همتی
شماره تماس : 09106392022 - 09216302826
ایمیل :hemmati.eng@gmail.com
سایت :fileina.com