تخمین سازگار سیگنال های تنک با نویز مخلوط گوسی: رویکردهای غیرهمکارانه و همکارانه

برقراری‎ ارتباط مطمئن و کارآمد در محیط زیر‏ آب‏، یکی از مسائل بسیار مهم و چالش برانگیز در قلمرو مخابرات بی سیم است‏. در کاربردهای مختلفی از جمله کشف منابع طبیعی و نفتی زیر آب‏، ارتباط غواصان‏، کاربردهای نظامی و ... نیازمند مخابره پیام در محیط زیر آب هستیم.‏ در کانال های مخابراتی بی سیم زیر آب به دلیل تضعیف شدید امواج رادیویی و نوری‏، از امواج صوتی به منظور ارسال اطلاعات در محیط زیر آب استفاده می گردد. تغییرپذیری با زمان، تنک بودن پاسخ ضربه و نویز غیر گوسی از جمله مهمترین ویژگی های کانال صوتی زیر آب است. ‎‎‎ سامانه های چند ورودی چندخروجی‏، برای آشکار نمودن پیام ارسالی نیازمند دانش درباره کانال مخابراتی هستند‏. در صورتی که تخمین کانال مخابراتی با دقت بالایی انجام نپذیرد‏، بهترین روش های آشکارسازی نیز پیام ارسالی را با احتمال خطای بالایی آشکار می کنند. از این رو، عملیات تخمین‏‏ کانال جایگاه ویژه ای در سامانه های مخابراتی دارد. در این پایان نامه، روش نوینی به منظور تخمین سازگار کانال صوتی زیر آب ارائه شده و کارایی آن با دیگر روش های مرسوم مورد مقایسه قرار گرفته است. ‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎در این روش، تابع هزینه الگوریتم سازگار پیشنهادی‏ با نام l0-lmf‎‏ شامل توان چهارم خطای تخمین و نرم صفر می باشد که توان چهارم خطا‏، راهکاری برای بهبود عملکرد تخمین در حضور نویز غیر گوسی و نرم صفر‏، راهکاری برای مقابله با ویژگی تنک بودن ضرایب کانال است. الگوریتم پیشنهادی ‎ l0-lmf یک گزینه مناسب برای تخمین سیگنال های تنک در حضور نویز غیر گوسی ‎‏است و تنها محدود به تخمین کانال های صوتی زیر آب نمی باشد‏. به عنوان مثال‏ در سامانه رادیو شناختمند برای شناسایی طیف فرکانسی نیز می توان از این الگوریتم استفاده نمود. زیرا طیف اشغال شده توسط کاربران اولیه‎‎‎‎‎ در قلمرو فرکانس تنک می باشد و همچنین تداخل های هم کانال را می توان بصورت نویز غیر گوسی‎ ‎مدلسازی‎ نمود. نظر به اینکه شناسایی طیف فرکانسی در سامانه رادیو شناختمند‏، توسط کاربران توزیع شده در یک منطقه جغرافیایی انجام می شود‏، نسخه همکارانه الگوریتم پیشنهادی توسط الگوریتم های سازگار توزیع شده‏، نیز طراحی و پیشنهاد گردیده است. در این پایان نامه‏، الگوریتم سازگار پیشنهادی l0-lmf در حالت غیر همکارانه (برای تخمین کانال زیر آب) و همکارانه (برای تخمین طیف فرکانسی در رادیو شناختمند) پیاده سازی گشته و با شبیه سازی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده عملکرد بسیار مطلوب این الگوریتم جهت تخمین سیگنال های تنک با نویز غیر گوسی می باشد.