ارزیابی عملکرد سیستم sc-fdma در حضور انحراف های فرکانسی

در زمان حاضر تقاضا برای دریافت خدمات بی سیم با نرخ های انتقال بالا همچنان در حال افزایش است. افزایش تقاضا باعث شده که طی دو دهه اخیر شاهد تحولات چشم گیری در مخابرات بی سیم باشیم. در سال های اخیر نوعی همگرایی به سوی استفاده از روش های مبتنی بر ofdm در استانداردها دیده می شود. ایده اساسی در ofdm شکستن جریان داده ورودی با نرخ بالا به تعدادی جریان داده با نرخ های پائین تر و ارسال موازی آنها روی زیرحامل های متعامد و هم پوشان در حوزه فرکانس است. دلیل اقبال ofdm مناسب بودن آن برای نرخ های ارسال بالا است. مزیّت های ofdm سبب شده اند تا ایده آن با بکارگیری سیستم های ofdma و sc-fdma برای استفاده در مخابرات چندکاربره هم گسترش یابد. نمونه بارز این امر در استاندارد lte دیده می شود که برای نخستین بار روش های مبتنی بر ofdm در شبکه های مخابرات سیّار سلولی پذیرفته شده است. در یک سیستم ofdma زیرحامل های موجود به دسته های مجزایی تقسیم شده و به کاربران مختلف برای ارسال همزمان تخصیص داده می شوند. سیستم sc-fdma نیز اساساً شکل تغییر یافته سیستم ofdma است که در آن سمبل های هر کاربر روی زیرحامل های متناظرش با استفاده از یک پیش کدگذار dft پخش می شوند. این سیستم دارای کارایی و پیچیدگی کلّی تقریباً یکسان با ofdma است اما نسبت توان قله به توان متوسط در آن پائین تر است. سیستم های مذکور در کنار مزایای ofdm چالش های آن را نیز به ارث می برند. از مهمترین این چالش ها حساسیّت زیاد نسبت به انحراف های همزمانسازی و به ویژه انحراف فرکانسی است. انحراف فرکانسی تعامد بین زیرحامل ها را از بین برده و باعث ایجاد تداخل های بین حاملی و بین کاربری می شود. در یک سیستم sc-fdma تداخل بین حاملی منجر به تداخل بین سمبلی می شود. در حال حاضر سیستم های ofdma و sc-fdma دو فنآوری رقیب برای ارسال فراسو در سیستم های مخابراتی بی سیم چندکاربره محسوب می شوند. بنابراین مطالعه و مقایسه ی آنها از جنبه های گوناگون و به ویژه حساسیّت نسبت به خطاهای همزمانسازی حائز اهمیّت می باشد. اگرچه تحقیقات گسترده ای برای تحلیل حساسیًت سیستم ofdm نسبت به انحراف فرکانسی انجام شده، با این حال تحقیقات صورت گرفته در مورد تحلیل ریاضی حساسیّت سیستم های ofdma و sc-fdma نسبت به انحراف های فرکانسی اندک است. لذا در این پایان نامه ضمن معرفی سیستم های sc-fdma، حساسیّت این سیستم ها نسبت به انحراف فرکانسی مطالعه شده و با سیستم های ofdma از این لحاظ مقایسه می شوند. با توجه به تحقیقات اندکی که پیرامون این زمینه صورت گرفته است سعی می شود تحلیلی دقیق و تا حد امکان ساده و روشن ارائه شده و کاستی های کارهای موجود در این زمینه مرتفع شود. به این منظور برای محاسبه sir در سیستم های ofdma و sc-fdma از اصل جمع آثار روی کاربران مختلف استفاده می شود و برای سیگنال مطلوب و تداخل های ناشی از انحراف فرکانسی عبارات ریاضی بسته ای استخراج می شود. همچنِین نشان داده می شود این عبارات در تخصیص درهم نهاده زیرحامل ها برای هر دو سیستم مزبور به شکل های بسیار ساده ای در می آیند. سپس تحلیل های تئوری با انجام شبیه سازی های کامپیوتری مورد ارزیابی قرار می گیرند. همچنین روش های مهم تصحیح انحراف فرکانسی در سیستم های مذکور مرور می شوند.