برق، الکترونیک، مخابرات
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 . یك راه معمول برای تولید كد ماکزیمال به وسیله میانگین گرفتن از كوچكترین 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 كد برابر با فاكتور گسترش دهنده است یعنی در شكل زیر نشان داده شده است [9] كه چگونه كد ماکزیمال با سیگنال داده ها تركیب شده است . تولید كد ماکزیمال به طور معمول آسان است یك تعداد از شیفت رجیستر ها برای تولید كد احتیاج است و به همین دلیل در سیستم های DS یك بهره پردازش بزرگ مطرح می شود . برای استفاده از یك كد PN باید قیود زیر رعایت شود : [9] 1) توالی رشته های دنباله ها باید از دو سطح عددی ساخته شود . 2) كدها باید یك خود همبستگی با پیك تیز برای سنكرون كردن داشته باشد . 3) كدها باید یك همبستگی متقابل با مقدار كم برای كاربران موجود در سیستم را داشته باشد . 4) كدها باید به صورت متعادل باشند . تفاوت میان یكها و صفرها در كد ممكن است فقط یكی باشد كه این كاربران دارای احتمال چگالی طیفی خوبی هستند ( یعنی گسترش انرژی در سرتاسر باند فركانسی ) در سیستم های دستیابی چندگانه تقسیم کد از دو دنباله بلند و كوتاه استفاده می شود . برای تولید هر دو نوع كد ماکزیمال از روش ثبات انتقالی استفاده می شود. طول كوتاه كدی با طول ثابت و طول آن برابر با بهره پردازش می باشد . و كد بلند یا متغیری كدی به طول می باشد كه هر بیت اطلاعات را به یك زیر مجموعه از این بیت كد می كنیم . بنابراین هر بیت اطلاعات در یك كد مختلف مدوله می شود . در روش شیفت رجیستری با استفاده از شیفت رجیستر می توان به تعداد كد كه طول هر كدام است تولید كرد . برای تولید این كدها روش های متنوعی وجود دارد كه معروفترین آن استفاده از شیفت رجیستر است . در شكل بالا خروجی تمام طبقات به جمع كننده در مبنای دو وارد نمی شود بلكه برای اینكه كد تولید شده یك كد طول ماكزیمم باشد می بایست طبقات مشخص به جمع كننده دو وارد شده . از آنجائیكه چرخه تولید كد از این روش دارای یك چرخه طولانی با استفاده از مقدار دهی اولیه به هر یك از شیفت رجیستر ها است . برای كد ماکزیمال تابع خود همبستگی در نظری بصورت زیر می باشد . از مقایسه شكلهای شبیه سازی شده می توان نتیجه گرفت كه همبستگی متقابل بین كدهای ماکزیمال زیاد است . در نتیجه این كدها برای سیستم های دستیابی چندگانه تقسیم کد مناسب نیستند به همین دلیل كدهای گلد كه وضعیت بهتری از نظر ویژگی های تابع همبستگی دارند به وجود آمدند . میزان همبستگی متقابل و خود همبستگی با افزایش طول كاربران 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
