طراحی و آنالیز گیرنده حوزه فرکانس mb-ofdm بر مبنای پردازش زیرباند

مدولاسیون ofdm به عنوان تکنیکی بسیار قوی برای مخابرات با نرخ بالا شناخته شده است که مزایای بسیاری از جمله مقاومت در کانال های چند مسیره دارد. به نحوی که در کانال های چند مسیره و تار شونده، در صورت از بین رفتن بخشی از طیف فرکانسی سیگنال، تنها اطلاعات همان حامل ها از بین رفته و می توان بقیه اطلاعات را از سیگنال دریافتی استخراج کرد. در این راستا برای بهره گیری از پهنای باند وسیعی که uwb در اختیار کاربران قرار می دهد، یکی از شاخه های مهم آن به این نوع مدولاسیون اختصاص داده شده که با نام mb-ofdm شناخته شده است. با توجه به پهنای باند وسیع سیگنال mb-ofdm، استفاده از adcهایی با نرخ بالا برای این سیستم ها ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه، ساختار جدیدی برای گیرنده سیستم های mb-ofdm ارائه شده است که بر مبنای خصوصیت امکان استخراج اطلاعات موجود در بخشی از طیف فرکانسی سیگنال ofdm بدون داشتن بخش های دیگر طیف کامل سیگنال است. بر مبنای این خصوصیت در گیرنده پیشنهادی، با تقسیم کردن طیف فرکانسی سیگنال ofdm به بخش های طیفی کوچک تر، می توان با استفاده از مبدل های آنالوگ به دیجیتال با نرخ کمتر (نسبت به سیگنال اصلی) این بخش ها را به صورت دیجیتال درآورده و اطلاعات استخراج شده از بخشهای فرکانسی را با یکدیگر تلفیق کرد. لازم به ذکر است که ساختار پیشنهادی اهمیت خود را در سیستم های ofdm با باند وسیع نشان می دهد. ابتدا ساختار ارائه شده در این پایان نامه با استفاده از مدل کامل فرستنده-گیرنده شبیه سازی شده و عملی بودن آن بررسی شده است. سپس با توجه به جدید بودن ساختار، نکات عملی خاص این ساختار از قبیل فیلترهای ورودی، اثر نویز فاز بر گیرنده جدید، همسان سازی زمانی و فرکانسی، جبران سازی کانال و دمدولاسیون ofdm مورد بررسی دقیق قرار گرفته و در نهایت دو بخش همسان سازی و جبران ساز کانال با توجه به تغییراتی که در آنها پدید آمده است بررسی شده و دو روش همسان سازی زمانی و یک روش همسان سازی فرکانسی به طور دقیق تر آنالیز و شبیه سازی شده است. با توجه به حساسیت مدولاسیون ofdm نسبت نویز فاز، اثر نویز فاز بر روی گیرنده ofdm معمول به صورت تحلیلی بررسی شده و سپس با ارائه روابط تحلیلی برای اثر نویز فاز بر روی گیرنده پیشنهادی، مقایسه ای بین اثر نویز فاز بر روی گیرنده ها انجام شده است. در نهایت نشان داده شده است که اثر نویز فاز بر روی گیرنده پیشنهادی این تحقیق نسبت به گیرنده معمول ofdm تفاوتی ندارد. همچنین برای به دست آوردن مدل های واقعی، کلیه مراحل شبیه سازی با در نظر گرفتن تعداد بیت های واقعی نیز انجام شده و اثر تعداد بیت ها در بلوک های مختلف ارزیابی شده است. با توجه به این که با استفاده از گیرنده ی پیشنهادی تغییراتی در بخش های ورودی سیگنال دیجیتال در گیرنده به وجود آمده است دو بلوک مهم در ورودی گیرنده یعنی همسان سازی زمانی و همسان سازی فرکانسی از لحاظ عملی مورد توجه قرار گرفته و نکات قابل توجه برای پیاده سازی آن ها از جمله پیچیدگی، ساده سازی طرح برای امکان پیاده سازی، تعداد ضرب کننده و منابع مورد نیاز، حداکثر فرکانس کاری و تعداد بیت های لازم مورد بررسی واقع شده است. همچنین پیاده سازی آن ها به صورت کد توصیف سخت افزار انجام شده و برای نمونه نتایج پیاده سازی بر روی یک fpga از شرکت xilinx بررسی شده است. واژه های کلیدی: گیرنده های پهن باند، مدولاسیون ofdm، fpga، پردازش زیرباند، نویز فاز، همسان سازی زمانی، همسان سازی فرکانسی.