أنظمة الاتصالات الضوئية ذات المساحة الحرة التكيفية MIMO
| العنوان | أنظمة الاتصالات الضوئية ذات المساحة الحرة التكيفية MIMO |
|---|---|
| المؤلف | نوري، هاتف |
| تاريخ النشر: | 2023-01-16T11:10:12Z |
| النوع | وثيقة |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| رقم السجل | ba2d10c9-0267-44be-8394-896f62288b0f |
| موقع المكتبة | قسم الهندسة الكهربائية والإلكترونية |
| التاريخ | 2023-01-16T11:10:12Z |
| نص عينة | تتمتع بصريات الفضاء الحر (FSO) بمعدل بيانات مرتفع للطيف البصري وتتمتع أيضًا بمرونة روابط التردد اللاسلكي. توفر أنظمة FSO العديد من المزايا لتكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية لخط البصر. ومع الاهتمام المتزايد مؤخرًا بهذه التكنولوجيا الواعدة، هناك حاجة إلى فهم شامل لقيود النظام والتي ترجع أساسًا إلى الظروف الجوية. في الجزء الأول من هذا البحث، نستخدم محاكي القناة الجوية ذو التصميم المخصص لتقييمات نظام FSO في بيئة خاضعة للرقابة ونقوم بالتحقيق التجريبي في أداء روابط FSO. على وجه التحديد، نحن نتحقق من الخسارة الهندسية، وفقدان الامتصاص، والظروف الجوية المختلفة (مثل الضبابية والممطرة)، وأشكال الشعاع المختلفة، والاضطرابات الجوية باستخدام غرفة الغلاف الجوي. يمثل الاضطراب الجوي ضعفًا كبيرًا في قنوات FSO مما يؤدي إلى تقلبات عشوائية في مستوى الإشارة المستقبلة. من خلال توليد المستوى المطلوب من الاضطراب الجوي في الغرفة، فإننا نتحقق من تأثير متوسط الطول الموجي والفتحة على أداء أنظمة FSO. وتتلقى مقتطفات متوسط الفتحة المتأصلة مكاسب تنوعية ويمكن استخدامها كتقنية فعالة لتخفيف الخبو. علاوة على ذلك، يتم أيضًا اعتماد أنظمة الفتحات المتعددة في أنظمة FSO العملية للتخفيف من تأثيرات الخبو الناجمة عن الاضطراب وتقديم تحسينات هائلة في الأداء من حيث موثوقية الارتباط (من خلال كسب التنوع) ومعدلات البيانات (من خلال كسب تعدد الإرسال). ومن ناحية أخرى، يتميز الخبو الناجم عن الاضطراب بأنه بطيء التغير للغاية، وبالتالي ستكون التغذية الراجعة الموثوقة ممكنة ويمكن تنفيذ الإرسال التكيفي في أنظمة FSO العملية ويؤدي إلى تحسن ملحوظ في الأداء. على الرغم من أن الأدبيات المتعلقة بالإرسال التكيفي لأنظمة التردد الراديوي ناضجة، فقد تم تطبيقها مؤخرًا على أنظمة SISO FSO ويشكل تطبيقها المباشر على أنظمة MIMO FSO تحديًا. بهدف سد الفجوات البحثية في هذا المجال المتنامي، يطور هذا العمل إطارًا لأنظمة FSO العملية مع بنيات MIMO التكيفية. يتم أخذ نظام MIMO عبر قناة التردد المسطح أو اللوغاريتمي العادي أو قناة غاما-غاما البطيئة في الاعتبار في عملنا. وفي أنظمة MIMO FSO، يمكن أيضًا تعديل استراتيجية الإرسال الزماني والمكاني، مما يقدم بُعدًا جديدًا للتكيف. وهذا يعني أن خوارزميات التكيف مع وصلة MIMO العملية يجب أن توفر أيضًا تكيفًا ديناميكيًا بين أنماط التشغيل المتنوعة وتعدد الإرسال والتي تحتاج إلى فهم أساسي لمقايضة تعدد الإرسال بالتنوع (DMT) في ظل قنوات الخبو ذات السجل العادي. على الرغم من تزايد الاهتمام بدراسة DMT، فإن الأعمال الحالية تقتصر في الغالب على النتائج المبلغ عنها لقنوات الخبو Rayleigh وRician وNakagami. في الجزء التالي من هذا البحث، نقوم بدراسة المفاضلة المثلى في وجود قنوات الخبو ذات السجل الطبيعي. نحن نشتق تعبير احتمال الانقطاع، ثم نقدم تعبير DMT غير المقارب. نحن نحقق أيضًا في DMT بحثًا عن نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) المحدودة ونظهر التقارب مع الحالة غير المقاربة. بعد ذلك، نقترح إطار عمل لنظام MIMO FSO العملي مع بنيات تكيفية ونوضح كيفية استخدام هذا الإطار لزيادة موثوقية الارتباط (من خلال كسب التنوع) و/أو معدلات البيانات (من خلال كسب تعدد الإرسال). لتوضيح نهجنا، فإننا نعتبر ثلاث مصفوفات لرسم خرائط إرسال MIMO والتي تشمل: المصفوفة A (تعدد الإرسال)، التي تستخدم تعدد الإرسال المكاني فقط؛ المصفوفة ب (التنوع)، واستغلال التنوع فقط؛ و Matrix C (الهجين)، الذي يجمع بين التنوع وتعدد الإرسال المكاني. نحصل أولاً على تعبيرات لسعة انقطاع هذه المصفوفات كمقياس لتعظيم معدل النظام لاحتمالية انقطاع الهدف الثابت. يعد قصر أوضاع التكيف على مجموعة فرعية صغيرة هو مفتاح الإستراتيجية التكيفية. يمكن دمج التكيف المكاني مع التعديل التكيفي والتشفير التقليدي (AMC) لتوفير الأداء الأمثل للنظام. على وجه الخصوص، نحن نعتبر أنظمة FSO ذات المدخلات المتعددة والمخرجات الفردية (MISO) والمدخلات الفردية المتعددة (SIMO) مع تعديل موضع النبض (PPM) وتعديل سعة النبض (PAM). نقترح ثلاث خوارزميات تكيفية حيث يتم ضبط حجم التشكيل و/أو قدرة الإرسال وفقًا لظروف القناة. نقوم بصياغة تصميم خوارزميات تكيفية لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة الطيفية في ظل قيود الطاقة القصوى والمتوسطة مع الحفاظ على القيمة المستهدفة لاحتمال الانقطاع. في الختام، يقترح هذا العمل تقدمًا واعدًا للتغلب على العيوب الرئيسية (التوهين الضبابي والخبو الناجم عن الاضطراب) لوصلات FSO بأربع طرق: 1) عن طريق فحص القناة واقتراح نماذج وخصائص جديدة للتوهينات الجوية 2) عن طريق الاستفادة من متوسط الفتحة ومقايضة الاعتماد على الطول الموجي 3) عن طريق دراسة واقتراح التكيف المكاني في وصلات MIMO FSO و4) عن طريق استخدام التشكيل التكيفي وسيناريوهات التحكم في الطاقة والموافقة على الأداء الواعد للنظام التكيفي. تعمل أنظمة FSO على تحسين الكابلات التكنولوجية المتطورة. لقد أصبحت هذه التكنولوجيا في يوم من الأيام وسيلة رائعة للتكيف مع نظام تكييف الهواء الذي يتكيف مع ظروف الطقس. من خلال هذا النوع من الأعمدة، يمكنك التحكم في نظام FSO المتطور من خلال التحكم في محاكاة القنوات الجوية ومحاكاة أداء FSO. خصائص محددة، ومحاكي قناة الغلاف الجوي، وطبقة هندسية، وطبقة امتصاص، وطبقة عازلة (sisli ve yağmurlu gibi)، وطبقة عازلة وغطاء جوي araştırıyoruz. توربولان الغلاف الجوي، يتم تشغيله بواسطة قنوات FSO من خلال ضخ الهواء. يستمع المحاكي إلى أعمدة الغلاف الجوي ureterek، dalga boyu ve delik ortalamasının FSO sistemlerinin Performance üzerindeki etkisini araştırıyoruz. تم إنشاء هذا التطبيق، مما يتيح لك استخدام كل ما تحتاجه من أدوات وتقنيات إضافية. Ayrıca, türbülansın neden olduğu sönümleme etkilerini azaltmak ve bağlantı güvenilirliği (çeşitlilik kazancı yoluyla) وveri hızları (çoklama kazancı aracılığıyla) açısından çarpıcı الأداء تعمل أنظمة FSO على تحسين أنظمة التشغيل الآمنة. في الوقت نفسه، يتم تعديل التوربولات بسهولة من خلال تخصيص ميزات إضافية، ولكن لا يمكن التحكم فيها بشكل أفضل وممارسة أنظمة FSO لضبط إعداداتها وإمكانية استخدامها فناني الأداء artışı sağlar. تم تصميم أنظمة الترددات اللاسلكية من قبل العديد من المؤلفين، حيث يتم تشغيل أنظمة SISO FSO وأنظمة MIMO FSO. من خلال إنشاء منافذ تخزين مدمجة، يمكنك استخدام MIMO mimarileri أو أنظمة FSO العملية في بعض الأحيان. يتم استخدام كل من الترددات المتعددة والسجل العادي أو Gamma-Gama من خلال نظام MIMO أو نظام MIMO. يتيح نظام MIMO FSO إمكانية استخدام استراتيجيات الطيران في الوقت المناسب، مما يساعد على التكيف مع هذه المشكلة. ومع ذلك، فإن استخدام خوارزميات MIMO العملية والاستخدامات والتحسينات- يؤدي إلى إنشاء نماذج ديناميكية من خلال استخدام خوارزميات قابلة للتطبيق. ومع ذلك، يتم تسجيل قناة السجل العادي العادية من خلال مزامنة البيانات (DMT) بشكل متكرر. تم إنشاء DMT من قبل مجموعة من الوحوش، وقد تم تطويره من قبل Rayleigh و Rician و Nakagami من خلال القنوات الفضائية الوحيدة. Bu araştırmanın bir sonraki bölümünde, log-normal sönümlü kanalların varlığında dengeyi araştırıyoruz. Kesinti olasılığı ifadesini türetiyoruz ve ardından asimptotik DMT ifadesini sunuyoruz. Sonlu SNR'ler için DMT'yi daha da araştırıyoruz ve asimptotik duruma yakınsama gösteriyoruz. هذا يعني أن أنظمة MIMO FSO تعمل بشكل جيد على محاكاة أنظمة MIMO FSO، وهي تعمل على تحسين عمليات المراقبة والمراقبة (تخزين الماكينات) وإظهارها (مكاتب الخزائن) aracılığıyla) artırmak için nasıl kullanılacağını gösteriyoruz. Yaklaşımımızı göstermek için، aşağıdakileri içeren üç MIMO iletim eşleme matrisini ele alıyoruz: Matris A (çoğullama)، Yalnızca mekansal çoğullamayı kullanan ; Matris B (çeşitlilik)، yalnızca çeşitlilikten yararlanan؛ و Matris C (hibrit) و çeşitlilik و mekansal çoğullamayı birleştiren. مرة واحدة, لقد قمت بتحسين نظام التشغيل الخاص بك وتمكنت من تحقيق أقصى استفادة من مقياس السعة الذي توفره لك وحدات التحكم الأخرى. sınırlamak, uyarlanabilir stratejinin anahtarıdır. يتم تحسين نظام التشغيل الآلي، ونظام الأداء القوي، من خلال إنشاء نماذج وبرمجة (AMC). بالإضافة إلى ذلك، يتم إنشاء وحدات التحكم (PPM) والوحدات العامة (PAM) وأنظمة التحكم FSO (MISO) وأنظمة FSO. Modülasyon Boyutunun و/veya iletim gücünün kanal koşullarına göre ayarlandığı üç uyarlamalı öneriyoruz. Hedeflenen bir kesinti olasılığı değerini korurken, üst ve ortalama güç ısıtlamaları altında verimliliği spectral en üst düzeye çıkarmak için uyarlanabilir خوارزمية Tasarımını formüle ediyoruz. Sonuç olarak, bu çalışma, FSO bağlantılarının ana bozukluklarının (sis zayıflamaları ve türbülansın neden olduğu zayıflama) dört şekilde üstesinden gelmek için vaat bien bir leerleme önermektedir: 1) kanalı inceleyerek ve atmosferik zayıflamalar için yenimodeller and ozellikler önererek, 2) delik ortalamasından ve dalga boyu bağımlılığı değiş tokuşundan yararlanarak, 3) MIMO FSO bağlantılarında mekansal uyarlamayı araştırarak ve önererek, ve 4) Uyarlanabilir modülasyon and güç kontrol senaryolarını kullanarak ve uyarlanabilir sistemin gelecek vaat eden Performance onaylayarak. |
