وبلاگ

دستیبابی چندگانه با تقسیم كد چند حاملی (MC – CDMA) كه تركیبی كارآمد از چند تافتی با تقسیم فركانس متعامد (OFDM) و CDMA بوده و سمبل های داده را در حوزه فركانس كسترده می سازد به نرخ بالای داده و قدرت پوشش بالا در مقابل خطا دست می یابد. این روش مزیت های تحسین آمیز دیگری مانند استخراج چندگانگی شبه بهینه از چند مسیرگی، اجتناب از تداخل میان سمبلی (ISI)، بهره برداری كارا از پهنای باند و انعطاف در تولید نرخ داده های گوناگون نیز به همراه دارد. از طرف دیگر استفاده از تكنیك MIMO، امكان دستیابی به گذردهی بالا و پیاده سازی چند تافتی فضایی یا همان مقاوم سازی پیوند مخابراتی را با استفاده از كدگذارهای فضا – فركانس، فضا – زمان یا فضا – زمان – فركانس فراهم می سازد. بنابراین می توان پیش بینی كرد كه تركیب این دو تكنیك تحت قالب سامانه های CDMA – MIMO MC یكی از اصلی ترین گزینه های مورد نظر در مخابرات بی سیم باند گسترده نسل چهارم محسوب شود.
همان گونه كه از سیمای چند وجهی سامانه MIMO MC – CDMA مشاهده می شود، قابلیت های ذاتی آن پرشمار بوده و از نحوه كدگذاری در فضا، زمان و فركانس تا تخصیص انواع كدهای گسترده ساز و تولید نرخ داده های متفاوت را در بر می گیرد. در عین حال به سبب تنوع پراكندگی داده ها در بستر سمبلهای زمانی متوالی، فركانس زیر حاملهای مجاور، آنتن هایی با همبستگی مكانی و زمانی، مسیرهای مختلف متغیر با زمان ناشی از كاربر سیار و كاربران متعدد یك سامانه مخابراتی، نقاط ضعف بالقوه ای نیز ازدل پیچیدگی های سامانه MIMO MC – CDMA پدیدار می شود كه شامل تداخل ناشی از سایر كاربران، سایر زیر حاملها و حتی سایر آنتها، انحراف فركانس حامل (CFO) و نسبت بالای اوج به متوسط توان (PAPR) است. بنابراین صورت بندی اهم فرصتها و تهدیدهای پیش رو در این سامانه و تحلیل و ارزیابی آنها تحت شرایط و پارامترهای مختلف، مباحثی هستند كه خط سیر این پایان نامه را تشكیل داده اند.
تاریخچه مختصری از سامانه OFDM به همراه معرفی نسبی مزایا و معایب آن، معرفی CDMA و مقایسه آن با سایر سامانه های دستیابی چند گانه و همچنین توضیحات مقدماتی در باب ظرفیت سامانه MIMO، یعنی هر سه مولفه سامانه اصلی در فصل اول تحت پوشش مناسب قرار گرفته است.
ساختار سامانه MC – CDMA در ابعاد گوناگون و عملكرد آن در شرایط مختلف موضوع فصل بعدی است. در بخش اول آن ، ساختمان فرستنده ها و گیرنده های MC – CDMA و MC – DS – CDMA و MT – CDMA مورد بحث قرار می گیرد. سپس در بخش دوم كدهای گسرده ساز در دو قالب كدهای شبه نویز و كدهای متعامد معرفی می شود و بخش سوم عملكرد سامانه های MC – CDMA را در محیطهای همزمان مورد بررسی قرار می دهد.
تحلیل جنبه های مختلف سامانه MIMO MC – CDMA در فصل سوم انجام می شود. نخست، كدگذاری فضا – فركانس لایه دار و طراحی گیرنده بر مبنای این كدگذاری انجام می شود. اثرات عدم توازن پارامترها و بویژه PAPR موضوع بخش دوم فصل سوم را به خود اختصاص می دهد و در انتها، عملكرد و ظرفیت سامانه STBC MC – CDMA غیر همزمان با وجود انحراف فركانس حامل، پایان بخش این فصل می باشد.
فصل چهارم در بردارنده موضوع اصلی پایان نامه میباشد كه شبیه سازی نیز بر مبنای آن انجام شده است. علاقه به خدمات بی سیم با نرخ

 داده بالا مانند داده، تصویر و ویدیو بدان معناست كه سامانه های مخابراتی سیار نسل بعد بایستی به نحوی كارآمد از عهده ترافیكی نامتجانس برآیند. برای رسیدن به سامانه ای كه خدمات انواع مختلف ترافیك را به صورتی كارا به انجام برساند توسعه سامانه ای كه به صورتی یكنواخت و هموار با چندین نرخ داده كار می كند ضروری است. تاكنون طرحهای چند نرخه مختلفی مانند طرحهای جایگذاری شده طیفی و جایگذاری نشده طیفی در سامانه های MC – CDMA مورد كاوش قرار گرفته اند. همچنین طرحهای ML و آشكارسازی خطی بكار برده شده اند اما چنانكه پیش از این دانسته می شد، ML پیچیدگی محاسباتی قابل ملاحظه ای دارد كه كاربردش را محدود می كند. گیرنده های خطی نیز جهت تضعیف و كاهش تداخل دستیابی چند گانه (MAI) در سامانه ای با بار زیاد كاربر چندان نیرومند نمی باشند. بنابراین تمركز هدف در این پایان نامه به تحلیل گیرنده های كارا برای سامانه های MIMO MC – CDMA چند نرخی معطوف می باشد.

همانند سامانه های CDMA دنباله مستقیم، چندین راهبرد چند تافتی جهت طراحی یك سامانه چند حاملی چند كاربره چند نرخه وجود دارد. سر راست ترین راه، اختصاص چند كانال مخابراتی به صورت موازی به كاربرانی با نرخ بالاتر یا به بیان دیگر چند دنباله گسترده ساز به این كاربران می باشد (MC – CDMA چند کدی). گزینه دیگر استفاده از تكنیك ضریب گسترنده متغیر (VSF) میباشد که در آن به تمامی كاربران پهنای باند مشترك و تعداد زیر حامل مشابهی تخصیص یافته اما بهره پردازش كاربران نرخ بالا كوچكتر از كاربران نرخ پایین بوده و لذا نسبت به كاربران نرخ بالا توان ارسال سمبلهای كمتری را در یك سمبل OFDM دارند.
با توجه به محدودیت آشكار ساز ML، انواع مختلفی از آشکار سازهای خطی MMSE تحقیق شده اند. همچنین گیرنده های دارای حذف تداخل متوالی (SIC) یا موازی (PIC) نیز تاکنون مطالعه شده اند. علاوه بر ساختارهای مذكور، تكنیك های آشكارسازی غیر بهینه ولی دقیق دیگری نیز وجود دارد كه پیچیده تر می باشند. مثلاً الگوریتم فینك – پست (كد گشایی كروی) برای كدهای مشبك در كاناهای پژمردگی ریلی و گوسی توسعه داده شده است. با این حال ضعف اصلی كدگشایی كروی ناپایداری آن در اندازه لیست می باشد. همچنین كاربرد آشكارسازی كروی در منظومه ای با مدولاسیون غیر صحیح چندان سر راست نیست. نیز در این كدگشایی الگوریتم ساده ای برای تشخیص شعاع كره جستجو وجود ندارد چرا كه تعداد كاربران فعال، سطح نویز و نقایصی چون خطای تخمین كانال در آن موثر است. بنابراین در فصل چهارم بیشترین سهم به توسعه یك گیرنده SF – MMSE / HIC در پیوند فراسو سامانه MIMO MC – CDMA چند نرخه داده شده است. سهم دیگر متعلق به تحققی جدید از گیرنده SF – MMSE / HIC وفقی شبیه بینا می باشد كه دو موضوع كلیدی یعنی تخمین شبه كور كانال MIMO MC – CDMA چند نرخه و فرو نشانی تداخل به صورت وفقی كور را هدف گیری كرده است. چون رویكردهای كور نمی توانند بر ابهام ضریب مختلط كانال فائق آیند سمبلهای راهنما به كار گرفته می شود كه این خود به روش شبه كور منجر می شود. برمبنای مدل یكپارچه سامانه كه شامل هر دو طرح چند كدی و VSF می شود، تخمین كانال به انجام می رسد. بعلاوه جهت دستیابی به بهره چند گانگی بیشتر، ایجاد مشخصات مختلف در زیر حاملهای متفاوت كه حامل سمبل داده یكسانی هستند بوسیله میانگذاری زیر حامل به انجام می رسد.
نتیجه گیری نهایی و جمع بندی تحقیق حاضر به همراه پیشنهادات مرتبط با توسعه ایده ها در زمینه سامانه قدرتمند MIMO MC – CDMA نیز حسن ختام این پایان نامه است كه در فصل پنجم تنظیم شده است.