پایان نامه تحلیل و شبیه سازی کدهای CDMA جهت کاهش تداخل بین کاربران

پایان نامه کارشناسی رشته مهندسی برق گرایش مخابرات عنوان پایان نامه : تحلیل و شبیه سازی کدهای CDMA به منظور کاهش تداخل بین کاربران

مقدمه

دنباله های دیجیتالی در مخابرات برای کاربردهای مختلفی طراحی و استفاده می شوند و به طور کلی می توان این کاربردها را به چند بخش تقسیم کرد :

کاربردهایی که نیاز به خواص مشخصی از تابع خود همبستگی (ACF) دارند. به عنوان مثال هایی از این کاربرد می توان به مشخص کردن پارا مترهای سیستم خطی، همزمان سازی، اندازه گیری های زمانی و پردازش دو بعدی نام برد.

کاربردهایی که نیاز به خواص مشخصی از تابع همبستگی متقابل (CCF) دارند. مثال هایی از این کاربرد سیستم های دسترسی چندگانه تقسیم کد (CDMA)، مشخص کردن پارامترهای سیستم های CDMA نوری و سیستم های طیف گسترده (FH) می باشد. کاربردهایی که نیاز به خواص ساختاری دیگری دارند مانند: تولید کلید رمز نگاری، منابع نویز معین و کدینگ کنترل خطا.

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 به وسیله ضرب کد با شکل موج چیپ تولید می شود و کد گسترده به وجود می آید.

به وسیله 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.

تداخل دستیابی چندگانه فاکتوری است که ظرفیت و عملکرد سیستم های دسترسی چندگانه تقسیم کد را محدود می کند. تداخل دستیابی چندگانه به تداخل بین کاربران دنباله مستقیم مربوط می شود. تداخل نتیجه آفستهای زمان تصادفی بین سیگنالهاست که همزمان با افزایش تعداد تداخل طراحی شده. بنابراین، آنالیز عملکرد سیستم دسترسی چندگانه تقسیم کد باید برحسب مقدار تداخل دستیابی چندگانه اثراتش در پارامترهایی که عملکرد را اندازه گیری می کند وارد می شود.

در بیشتر جاها روش عادی تقریب گوسی و واریانس مورد استفاده قرار می گیرد. ما عملکرد سرعت خطای بیت سیستم دسترسی چندگانه تقسیم کد را مورد بررسی قرار می دهیم. تقریب گوسی استاندارد استفاده شده برای ارزیابی عملکرد احتمال خطای بیت در سیستم دسترسی چندگانه تقسیم کد است. این تقریب به دلیل ساده بودن در بسیاری جاها مورد استفاده است.

مزایای سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد

1) چگالی طیفی توان پایین : سیگنال در یک پهنای باند وسیع فرکانسی گسترش یافته و دارای چگالی طیفی توان خیلی کم است. بنابراین دیگر سیستم های مخابراتی فاقد این ویژگی هستند. اما میزان سطح نویز گوسی افزوده شده است.

2) عملکرد محدود تداخل : در تمام موقعیت ها و در تمام طیف فرکانسی مورد استفاده قرار می گیرد .

3) مخفی کردن کدها به دلیل کدهای تصادفی ناشناخته : در قاعده کلی کدها برای دشمن به طور مجهول به کار برده شده است. این به این معناست که پیام توسط کاربر دیگر به سختی کشف می شود.

4) به کارگیری طیف گسترش دهنده که دلالت بر کاهش اثرات چند مسیره دارد.

5) احتمال دسترسی تصادفی : کاربر در هر زمان دلخواه می تواند شروع به انتقال اطلاعات نماید.

6) عملکرد پارازیت : پارازیت یا جداسازی سیگنال های گسترش یافته اولین بار میدانهای نظامی مورد استفاده قرار گرفته بود. اما امروزه سیستم های طیف گسترده در موقعیت های تجاری مورد استفاد قرار می گیرد.

فهرست مطالب

فصل اول : پیش نیازهای ریاضی و تعاریف

مقدمه

تعاریف

تابع همبستگی متقابل برای سیگنالهای پریودیک

تابع خود همبستگی برای سیگنالهای پریودیک

خواص توابع همبستگی پریودیک گسسته

نامساوی ولچ

نامساوی سید لینکوف

تابع همبستگی غیر پریودیک گسسته

فصل دوم : معرفی کدهای ماکزیمال و گلد و کازامی

مقدمه

تعریف

دنباله های کلاسیک

دنباله هایی با طول ماکزیمال

خواص دنباله های ماکزیمال

انواع تکنیکهای باند وسیع

روش دنباله مستقیم (DS)

کدPN

دنباله PN و پس خور ثبات انتقالی

مجموعه دنباله های ماکزیمال دارای همبستگی ناچیز

بزرگترین مجموعه به هم پیوسته از دنباله های ماکزیمال

دنباله گلد

مجموعه کوچک رشته های کازامی

مجموعه بزرگ رشته های کازامی

فصل سوم : نحوه ی تولید کدهای ماکزیمال و گلد و کازامی

تولید کد ماکزیمال

تولید کد گلد

تولید کد کازامی

فصل چهارم : مروری بر سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد

مقدمه

سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد

مزایای سیستمهای دستیابی چندگانه تقسیم کد

نگاهی به مخابرات سیار

طریقه ی مدولاسیون

پدیده دور- نزدیک

استفاده از شکل موجهای مناسب CDMA

بررسی مساله ی تداخل بین کاربران

فصل پنجم : مراحل و نتایج شبیه سازی

مقدمه

بررسی کد ماکزیمال در شبیه سازی

بررسی کد گلد در شبیه سازی

بررسی کد کازامی در شبیه سازی

عملکرد خطای بیت

منابع