بررسی-روش¬های-حذف-سیگنال¬های-تداخلی-در-کانال-مراقبت-در-رادارهای-پسیو-مبتنی-بر-سیگنال-DVB-T

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
بخش مهندسی مخابرات و الکترونیک
پایاننامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق-مخابرات سیستم
بررسی روشهای حذف سیگنالهای تداخلی در کانال مراقبت در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T
توسط:
آناهیتا اسدیپویا (899125)
استاد راهنما:
دکتر مصطفی درختیان
دی ماه 1391

چکیده
بررسی روشهای حذف سیگنالهای تداخلی در کانال مراقبت در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T
به کوشش
آناهیتا اسدیپویا
در این پایاننامه عملکرد روشهای وفقی در تضعیف سیگنالهای تداخای شامل سیگنال مسیرمستقیم و کلاتر و میزان پیچیدگی محاسباتی روشها بررسی و پارامترهای مناسب هر روش در رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T استخراج شده است. در این پایاننامه فیلترهای وفقی مورد استفاده جهت حذف سیگنالهای تداخلی فیلترهای مبنی بر الگوریتمهای LMS، NLMS، VSLMS، VSNLMS، RLS و FT-RLS میباشد. نتایج نشان میدهد که الگوریتمهای LMS و NLMS با انتخاب مناسب پارامترها با وجود آنکه پیچیدگی محاسباتی چندانی ندارند، اما رفتار مناسبی از جهت تضعیف کلاتر و آشکارسازی صرف نخواهند داشت. الگوریتمهای VSLMS و VSNLMS عملکرد بهتری از الگوریتمهای LMS و NLMS دارند اما میزان افت عملکرد این دو الگوریتم نیز از نقطهنظر آشکارسازی هدف بیش از الگوریتمهای RLS و FT-RLS میباشد. الگوریتمهای RLS و FT-RLS از جهت حذف سیگنالهای تداخلی و از نقطهنظر آشکارسازی هدف رفتار مناسبتر و بهتری نسبت به الگوریتمهای خانواده LMS دارند. البته الگوریتم FT-RLS نیز نسبت به الگوریتم RLS دارای افت عملکرد میباشد اما زمانی که برد کلاتر و متناسب با آن طول فیلتر وفقی مورد نیاز زیاد باشد پیادهسازی الگوریتم RLS به علت پیچیدگی محاسباتی زیاد، حجم بالایی از محاسبات را به سیستم تحمیل میکند و در این حالت استفاده از الگوریتم FT-RLS که حجم محاسباتی بسیار کمتری دارد با وجود افت عملکرد راه حل مناسبی به نظر میرسد.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمهای بر رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T ………………….. 1
1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 1
1-2- بررسی رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T …………………………….. 3
1-3- ساختار پایاننامه ………………………………………………………………………………. 5
فصل دوم: آشنایی با سیگنالینگDVB-T و تابع ابهام آن ………………………….. 6
2-1- مقدمهای بر سیگنالینگ DVB-T …………………………………………………… 6
2-2- بررسی لایه فیزیکی DVB-T …………………………………………………………… 8
2-2-1- MPEG و مالتیپلکس کانالها …………………………………….. 9
2-2-2- Splitter …………………………………………………………………………. 10
2-2-3- Scrambler ……………………………………………………………………. 11
2-2-4- کدینگ و اینترلیوینگ خارجی ………………………………………… 12
2-2-5- کدینگ داخلی ………………………………………………………………… 14
2-2-6- اینترلیوینگ داخلی …………………………………………………………… 15
2-2-6-1- اینترلیوینگ داخلی روی بیتها …………………….. 15
2-2-6-2- اینترلیوینگ داخلی روی سمبلها ……………….. 19
2-2-7- Signal Constellation ……………………………………………… 20
2-2-8- ساختار فریم OFDM ……………………………………………………… 22
2-3- نحوه پوشش DVB-T ………………………………………………………………………. 33
2-4- توان فرستندههای DVB-T …………………………………………………………… 35
2-5- بررسی تابع ابهام سیگنال DVB-T …………………………………………………… 35
2-5-1- تابع ابهام DVB-T ………………………………………………………… 36
فصل سوم: معرفی روشهای وفقی حذف تداخل در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T و چگونگی آشکارسازی هدف در آنها …………….. 42
3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 42
3-2- جایگاه و عملکرد فیلترهای وفقی در رادارهای پسیو ……………………….. 43
3-3- معرفی روشهای وفقی حذف تداخل ………………………………………………… 47
3-3-1- فیلتر وینر …………………………………………………………………………. 47
3-3-2- الگوریتم LMS ………………………………………………………………… 49
3-3-3- الگوریتم NLMS …………………………………………………………… 52
3-3-4- الگوریتم VSLMS و VSNLMS …………………………….. 53
3-3-5- الگوریتم RLS ………………………………………………………………… 55
3-3-6- الگوریتم Fast-RLS ……………………………………………………… 56
3-4- مقایسه پیچیدگی محاسباتی روشهای وفقی ………………………………….. 60
3-5- آشکارساز GLR …………………………………………………………………………………. 61
فصل چهارم: نتایج شبیهسازی در بررسی عملکرد فیلترهای وفقی در حذف تداخل و آشکارسازی هدف در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال ……… 64
4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 64
4-2- تنظیم مناسب پارامترهای فیلترهای وفقی ………………………………………… 66
4-2-1- تنظیممناسب پارامترهای فیلترهای وفقی خانواده LMS . 66
4-2-2- تنظیممناسب پارامترهای فیلترهای وفقی خانواده RLS . 72
4-3- بررسی و مقایسه عملکرد فیلترهای وفقی در حذف تداخل ……………….. 74
4-4- آشکارسازی هدف …………………………………………………………………………………. 82
فصل پنجم: نتیجه و پیشنهاد برای پژوهشهای آتی ………………………………………… 93
5-1- نتیجه ………………………………………………………………………………………………….. 93
5-2- پیشنهاد برای پژوهشهای آتی …………………………………………………………… 95
– فهرست منابع …………………………………………………………………………………………………………….. 96
– چکیده به زبان انگلیسی …………………………………………………………………………………………….. 101
فهرست جدولها
عنوان و شماره صفحه
1-1: قابلیت رزولوشن در برد برای چند سیگنالینگ مختلف 4
2-1: اطلاعات کد کانولوشن با نرخهای متفاوت 14
2-2-الف: حاصل نگاشت بیت در مدولاسیون QPSK 16
2-2-ب: حاصل نگاشت بیت در مدولاسیون 16-QAM 16
2-2-ج: حاصل نگاشت بیت در مدولاسیون 64-QAM 16
2-3: مشخصات فریم OFDM و مقادیر ممکن برای Tu و ∆ در فریم OFDM 22
2-4-الف: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند 6 مگاهرتز 23
2-4-ب: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند 7 مگاهرتز 23
2-4-ج: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند 8 مگاهرتز 23
2-5: محل پایلوتهای پیوسته در هر سمبل OFDM 25
2-6: شماره حاملهای TPS در هر سمبل OFDM 26
2-7: سیگنالینگ و فرمت TPS 27
2-8: تشخیص شماره فریم در سوپر فریم 28
2-9: تشخیص نوع مدولاسیون مورد استفاده 28
2-10: تشخیص نرخ کدینگ داخلی 28
2-11: تشخیص زمان محافظ 29
2-12: تشخیص نوع مود ارسالی 29
2-13: نگاشت بیتهای cell_info 29
2-14: اطلاعات مربوط به نرخ بیت ارسالی (Mbits/sec) بر حسب اطلاعات مدولاسیونها و نرخ کدینگ متفاوت 32
2-15: نسبت C/N مورد نیاز برحسب نوع کانال و اطلاعات مدولاسیون و نرخ کدینگ 32
2-16: شهرهای تحت پوشش DVB-T در ایران 34
2-17: پارامترهای سیگنال انتخابی در رسم تابع ابهام 37
3-1: طول فیلتر وفقی مورد نیاز و حجم محاسبات در الگوریتمهای RLS و FTF-RLS 61
4-1: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامتر μ در الگوریتم LMS 67
4-2: میزان تضغیف کلاتر بر حسب پارامتر μx در الگوریتم NLMS 68
4-3: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامترهای ρ و μmin در الگوریتم VSLMS در حالت کلاتر با داپلر صفر، 5/0 و 10 هرتز 70
4-4: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامترهای ρ و μmin در الگوریتم VSNLMS در حالت کلاتر با فرکانس داپلر صفر، 5/0 و 10 هرتز 71
4-5: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامتر λ در الگوریتم RLS 73
4-6: میزان تضعیف کلاتر بر حسب پارامتر λ در الگوریتم FT-RLS 73
فهرست شکلها
عنوان صفحه
1-1: هندسه دو پایه رادار پسیو 3
1-2: مدلی از کانال مراقبت در رادار پسیو 5
2-1: ساختار کلی فرستنده DVB-T 8
2-2: جزییات ساختار فرستنده DVB-T 9
2-3: دنباله خروجی MPEG-2 10
2-4: ساختار scrambler در DVB-T 11
2-5: فرمت دنباله خروجی scrambler 12
2-6: دنباله ارسالی بعد از کدینگ خارجی 13
2-7: بلوک دیاگرام اینترلیوینگ خارجی و دیاینترلیوینگ 13
2-8: دنباله ارسالی بعد از اینترلیوینگ خارجی 13
2-9: ساختار کد کانولوشن مادر با نرخ 2/1 14
2-10-الف: اینترلیوینگ داخلی در حالت غیر سلسله مراتبی برای مدولاسیون QPSK 16
2-10-ب: اینترلیوینگ داخلی در حالت غیر سلسله مراتبی برای مدولاسیون 16-QAM 17
2-10-ج: اینترلیوینگ داخلی در حالت غیر سلسله مراتبی برای مدولاسیون 64-QAM 17
2-11-الف: اینترلیوینگ داخلی در حالت سلسله مراتبی برای مدولاسیون 16-QAM 18
2-11-ب: اینترلیوینگ داخلی در حالت سلسله مراتبی برای مدولاسیون 64-QAM 19
2-12-الف: مدولاسیون QPSK با کد گری 21
2-12-ب: مدولاسیون 16-QAM با کد گری 21
2-12-ج: مدولاسیون 64-QAM با کد گری 21
2-13: ساختار فریم OFDM و محل پایلوتها 24
2-14: نحوه پوشش استاندارد DVB-T روی کره زمین 33
2-15: تابع ابهام سیگنال DVB-T 37
2-16: تابع ابهام در حالت دوبعدی بر حسب زمان 39
2-17: بلوک دیاگرام حذف پیکهای اضافی در سیگنالینگ DVB-T 39
2-18-الف: حذف پیکهای بین سمبلی از تابع ابهام 40
2-18-ب: حذف پیکهای درون سمبلی از تابع ابهام 40
2-18-ج: حذف تمام پیکهای اضافی از تابع ابهام 41
3-1: سیگنالهای دریافتی در کانال مرجع و مراقبت در رادار پسیو 42
3-2-الف: ترکیب کننده خطی وفقی 44
3-2-ب: ساختار فیلتر Transversal 45
3-3: ساختار فیلتر Transversal در رادار پسیو 45
3-4: ساختار وفقی در رادار پسیو 46
3-5: بلوک دیاگرام فیلتر Fast-RLS 57
4-1: همگرایی وزن مربوط به سیگنال مسیر مستقیم در الگوریتمهای خانواده LMS 75
4-2: همگرایی وزن کلاتر در الگوریتمهای خانواده LMS 75
4-3: همگرایی وزن مسیر مستقیم در الگوریتمهای RLS و FT-RLS 76
4-4: همگرایی وزن کلاتر در الگوریتمهای RLS و FT-RLS 76
4-5: همگرایی وزن کلاتر برای تمام الگوریتمهای وفقی مورد نظر 77
4-6: میزان تضعیف در الگوریتمهای وفقی بر حسب فرکانس داپلر 79
4-7: مقاسیه میزان تضغیف تداخل بر حسب فرکانس داپلر در دو الگوریتم RLS و FT-RLS 80
4-8: میزان تضغیف تداخل بر حسب فرکانس داپلر برای داده با طول 20 میلیثانیه 82
4-9: تابع ابهام سه بعدی سیگنالینگ DVB-T پیش از حذف پیکهای مزاحم 83
4-10: تابع ابهام دو بعدی سیگنالینگ DVB-T، تابع ابهام بر حسب زمان 83
4-11: تابع ابهام سه بعدی سیگنالینگ DVB-T پس از حذف پیکهای مزاحم 84
4-12: تابع ابهام دو بعدی پس از حذف و کاهش پیکهای ناخواسته 85
4-13-الف: خروجی فیلتر منطبق اعمالی بر سیگنالینگ DVB-T بدون ایجاد بهبود در تابع ابهام 85
4-13-ب: خروجی فیلتر منطبق بر سیگنالینگ DVB-T پس از ایجاد بهبود در تابع ابهام 86
4-14: خروجی فیلتر منطبق پس از اعمال الگوریتم RLS و بدون بهبود در تابع ابهام 87
4-15: خروجی فیلتر غیرمنطبق پس از اعمال الگوریتم RLS در حالت ایجاد بهبود در تابع ابهام 88
4-16: نمودار احتمال آشکارسازی هدف بر حسب SNR برای الگوریتم RLS 90
4-17: نمودار احتمال آشکارسازی هدف بر حسب SNR برای الگوریتم FT-RLS 91
4-18: مقایسه عملکرد آشکارسازی دو الگوریتم RLS و FT-RLS برای هدفی با داپلر 200 هرتز 91
4-19: مقایسه عملکرد آشکارسازی دو الگوریتم RLS و FT-RLS برای هدفی با داپلر 100 هرتز 92
4-20: مقایسه عملکرد آشکارسازی دو الگوریتم RLS و FT-RLS برای هدفی با داپلر 50 هرتز 92
MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 1 Section 1 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 1 h * MERGEFORMAT
1- مقدمهای بر رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T
1- 1- مقدمه
رادار سیستمی الکترومغناطیسی است که در حالت ساده متشکل از یک فرستنده و یک گیرنده میباشد. از سیگنالینگهای متفاوتی در فرستنده رادار میتوان استفاده کرد، سیگنالینگ مورد استفاده بنا به ماموریت و نوع رادار انتخاب میشود. در گیرنده رادار با دریافت اکوهای بازگشتی از اهداف، آشکارسازی و استخراج پارامترهای آنها انجام میشود. رادارها را بر اساس محل قرار گرفتن گیرنده و فرستنده به رادارهای تک پایه، دو پایه و یا چند پایه تقسیمبندی میکنند. از آنجایی که در

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *