نویسنده
نوری، هاتف
تاریخ انتشار
2023-01-16T11:10:12Z
نوع
سند
زبان
انگلیسی
دیجیتال
بله
نسخه خطی
خیر
کتابخانه
دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت
ba2d10c9-0267-44be-8394-896f62288b0f
محل کتابخانه
گروه مهندسی برق و الکترونیک
تاریخ
2023-01-16T11:10:12Z
متن نمونه
اپتیکال فضای آزاد (FSO) از سرعت داده بالای طیف نوری برخوردار است و همچنین از انعطاف پذیری پیوندهای RF برخوردار است. سیستم های FSO مزایای بسیاری را برای فناوری ارتباط بی سیم خط دید فراهم می کنند. با افزایش علاقه اخیر به این فناوری امیدوارکننده، نیاز به درک جامعی از محدودیتهای سیستم وجود دارد که عمدتاً به دلیل شرایط جوی است. در بخش اول این تحقیق، ما از شبیه ساز کانال جوی طراحی سفارشی خود برای ارزیابی سیستم FSO در یک محیط کنترل شده استفاده می کنیم و به طور تجربی عملکرد پیوندهای FSO را بررسی می کنیم. به طور خاص، ما تلفات هندسی، افت جذب، شرایط آب و هوایی مختلف (مانند مه آلود و بارانی)، اشکال پرتوهای مختلف و آشفتگی اتمسفر را با استفاده از محفظه اتمسفر بررسی میکنیم. تلاطم اتمسفر یک اختلال قابل توجه در کانال های FSO است که منجر به نوسانات تصادفی در سطح سیگنال دریافتی می شود. با ایجاد سطح مطلوبی از اغتشاش اتمسفر در محفظه، اثر میانگین طول موج و دیافراگم را بر عملکرد سیستمهای FSO بررسی میکنیم. عصاره های میانگین دیافراگم ذاتی دستاوردهای متنوعی را دریافت می کنند و می توانند به عنوان یک روش موثر کاهش محو شدن استفاده شوند. علاوه بر این، سیستمهای چند دیافراگم نیز در سیستمهای عملی FSO برای کاهش اثرات محو شدن ناشی از تلاطم و ارائه بهبود عملکرد چشمگیر از نظر قابلیت اطمینان پیوند (از طریق افزایش تنوع) و نرخ داده (از طریق بهره مالتی پلکس) به کار گرفته میشوند. از سوی دیگر، محو شدن ناشی از اغتشاش بهعنوان بسیار کمتغییر مشخص میشود، بنابراین بازخورد قابل اعتماد ممکن است و انتقال تطبیقی را میتوان در سیستمهای عملی FSO پیادهسازی کرد و بهبود عملکرد قابلتوجهی را به همراه داشت. اگرچه ادبیات انتقال تطبیقی سیستمهای RF بالغ است، اما اخیراً در سیستمهای SISO FSO اعمال شده است و کاربرد مستقیم آن برای سیستمهای MIMO FSO چالش برانگیز است. این کار با هدف پر کردن شکافهای تحقیقاتی در این زمینه رو به رشد، چارچوبی را برای سیستمهای عملی FSO با معماریهای MIMO تطبیقی ایجاد میکند. در کار ما یک سیستم MIMO روی یک کانال فرکانس مسطح، log-normal یا گاما-گاما آهسته محو می شود. در سیستمهای MIMO FSO، استراتژی انتقال فضا-زمان نیز میتواند تنظیم شود و بعد جدیدی را برای سازگاری معرفی کند. این به این معنی است که الگوریتمهای عملی تطبیق پیوند MIMO باید یک سازگاری پویا بین حالتهای عملیاتی تنوع و چندگانه فراهم کنند که نیاز به درک اساسی مبادله مولتی پلکسی تنوع (DMT) تحت کانالهای محو شدن نرمال log-normal دارد. اگرچه علاقه فزاینده ای به مطالعه DMT وجود دارد، کارهای موجود عمدتاً به نتایج گزارش شده برای کانال های محو ریلی، ریسیان و ناکاگامی محدود می شود. در قسمت بعدی این تحقیق، به بررسی مبادله بهینه در حضور کانالهای محو شدن نرمال لگ میپردازیم. ما عبارت احتمال قطع را استخراج می کنیم و سپس عبارت مجانبی DMT را ارائه می کنیم. ما DMT را برای SNRهای محدود بیشتر بررسی می کنیم و همگرایی را با حالت مجانبی نشان می دهیم. در مرحله بعد، ما چارچوبی را برای سیستم عملی MIMO FSO با معماریهای تطبیقی پیشنهاد میکنیم و نشان میدهد که چگونه از این چارچوب برای افزایش قابلیت اطمینان پیوند (از طریق افزایش تنوع) و یا نرخ داده (از طریق بهره مالتی پلکسی) استفاده کنیم. برای نشان دادن رویکرد خود، ما سه ماتریس نگاشت انتقال MIMO را در نظر می گیریم که شامل: ماتریس A (مالتی پلکسی) است که فقط از چندگانه سازی فضایی استفاده می کند. ماتریس B (تنوع)، تنها از تنوع بهره می برد. و ماتریس C (هیبرید)، ترکیبی از تنوع و چندگانه فضایی. ما ابتدا عباراتی را برای ظرفیت قطع این ماتریس ها به عنوان متریک به دست می آوریم تا نرخ سیستم را برای احتمال قطعی هدف ثابت به حداکثر برسانیم. محدود کردن حالتهای سازگاری به یک زیرمجموعه کوچک، کلید استراتژی تطبیقی است. سازگاری فضایی را می توان با مدولاسیون و کدگذاری تطبیقی معمولی (AMC) ترکیب کرد تا عملکرد بهینه سیستم را ارائه دهد. به ویژه، ما سیستمهای FSO تک خروجی چند ورودی (MISO) و چند خروجی تک ورودی (SIMO) با مدولاسیون موقعیت پالس (PPM) و مدولاسیون دامنه پالس (PAM) را در نظر میگیریم. ما سه الگوریتم تطبیقی را پیشنهاد میکنیم که در آن اندازه مدولاسیون و/یا توان انتقال با توجه به شرایط کانال تنظیم میشوند. ما طراحی الگوریتمهای تطبیقی را برای به حداکثر رساندن بازده طیفی تحت محدودیتهای اوج و متوسط توان و در عین حال حفظ مقدار هدفمند احتمال قطع، فرموله میکنیم. در نتیجه، این کار پیشرفت امیدوارکنندهای را برای غلبه بر آسیبهای اصلی (تضعیف مه و محو شدن ناشی از تلاطم) پیوندهای FSO به چهار روش پیشنهاد میکند: 1) با بررسی کانال و پیشنهاد مدلها و ویژگیهای جدید برای تضعیفهای جوی، 2) با بهرهگیری از مزیت دیافراگم کاهش میانگیندهی و طول موج پیشروی 3 و کاهش طول موج. انطباق در پیوندهای MIMO FSO و 4) با استفاده از مدولاسیون تطبیقی و سناریوهای کنترل توان و تأیید عملکرد امیدوارکننده سیستم تطبیقی. FSO sistemleri، görüş hattı kablosuz iletişim teknolojisine birçok avantaj sağlar. بو وات ادن تکنولوجیه سون زامانلاردا آرتان ایلگی ایله بیرلیکته، اُسس اولاراک اتمیسیک کوشوللاردان کاینالانان سیستم سینیرلامالارینین کپساملی بیر شکلیلده آنلاشیلماسینا ایهتیاچ دویولمکتادیر. Bu araştırmanın ilk bölümünde, kontrollü bir ortamda FSO sistem değerlendirmeleri için özel tasarım atmosferik kanal emülatörümüzü kullanıyoruz و FSO bağlantılarının performansını deneysel olarak araştırıyoruz. Spesifik olarak, atmosferik kanal emülatörünü kullanarak geometrik kaybı, absorpsiyon kaybını, farklı hava koşullarını (sisli ve yağmurlu gibi), farklı ışın şekillerini ve atmosferik türbülansı araştırıyoruz. Atmosferik türbülans, alınan sinyal seviyesinde rastgele dalgalanmalara neden olan FSO kanallarında önemli bir bozulmadır. emülatörda istenen seviyede atmosferik türbülans üreterek, dalga boyu ve delik ortalamasının FSO sistemlerinin performansı üzerindeki etkisini araştırıyoruz. دلیک اورتالاما اوزوتلری، دوغال اولاراک چشیتلیلیک کازانیملارینی آلیر و اتکیلی بیر سونوملمه آزالتما تکنیگی اولاراک کولانیلابیلر. Ayrıca, türbülansın neden olduğu sönümleme etkilerini azaltmak ve bağlantı güvenilirliği (çeşitlilik kazancı yoluyla) و veri hızları (çoklama kazancı aracılığıyla) FSO sistemlerinde çoklu delik sistemleri de benimsenmiştir. Öte yandan, türbülans kaynaklı sönümle- me çok yavaş değişen olarak مشخصه edilir, bu nedenle güvenilir geri besleme mümkün olur ve pratik FSO sistemlerinde uyarlamalı iletim uygulanabilir ve ö önlemışı. RF sistemlerinin uyarlanabilir iletimi için literatür olgun olmasına rağmen, son zamanlarda SISO FSO sistemlerine uygulanmıştır ve MIMO FSO sistemlerine doğrudan uygulanması zordur. Bu büyüyen alandaki araştırma boşluklarını doldurmayı amaçlayan bu çalışma، uyarlanabilir MIMO mimarileri ile pratik FSO sistemleri için bir çerçeve geliştiriyor. Çalışma- mızda düz frekansli، log-normal veya Gamma-Gama yavaş sönümlü bir kanal üzerinde bir MIMO sistemi ele alınmıştır. MIMO FSO sistemlerinde، mekan-zaman iletim stratejisi de ayarlanabilir، bu da adaptasyon için yeni bir boyut sunar. Bu, pratik MIMO bağlantı uyarlama algoritmalarının, çeşitlilik ve çoğullama çalış- ma modları arasında dinamik bir uyarlama sağlaması gerektiği anlamına gelir. Bu, log-normal sönümleme kanalları altında temel bir çeşitlilik-çoğullama dengeleme (DMT) anlayışına ihtiyaç duyar. DMT çalışmasına artan bir ilgi olmasına rağmen, mevcut çalışmalar çoğunlukla Rayleigh, Rician ve Nakagami sönümleme kanalları için bildirilen sonuçlarla sınırlıdır. Bu araştırmanın bir sonraki bölümünde, log-normal sönümlü kanalların varlığında بهینه dengeyi araştırıyoruz. کسینتی اولاسیلیگی ایفاسینی تورتییوروز و آردیندان آسیمپتیک دی ام تی افادسینی سونیوروز. Sonlu SNR'ler için DMT'yi daha da araştırıyoruz ve asimptotik duruma yakınsama gösteriyoruz. داها سونرا، uyarlanabilir mimarilere sahip pratik MIMO FSO sistemi için bir çerçeve öneriyoruz ve bu çerçevenin bağlantı güvenilirliğini (çeşitlilik kazancı yoluyla) veya veri hızlarını (açoklama kazanılığılı) kullanılacağını gösteriyoruz. Yaklaşımımızı göstermek için, aşağıdakileri içeren üç MIMO iletim eşleme matrisini ele alıyoruz: Matris A (çoğullama), Yalnızca mekansal çoğullamayı kullanan ; ماتریس بی (çeşitlilik)، yalnızca çeşitlilikten yararlanan; ve Matris C (hibrit), çeşitlilik ve mekansal çoğullamayı birleştiren. İlk önce, sabit bir kesinti olasılığı için سیستم oranını en üst düzeye çıkarmak için metrik olarak bu matrislerin kesinti kapasitesi için ifadeler elde ederiz.Uyarlama modlarını küçınık bir alt küçıralaniry. anahtarıdır. mekansal uyarlama, en uygun sistem performansını vermek için geleneksel uyarlamalı modülasyon ve kodlama (AMC) ile birleştirilebilir. Özellikle, darbe konum modülasyonu (PPM) و darbe genlik modülasyonu (PAM) ile çok girişli tek çıkışlı (MISO) و tek girişli çok çıkışlı (SIMO) FSO sistemlerini düşünüyoruz. Modülasyon boyutunun ve/veya iletim gücünün kanal koşullarına göre ayarlandığı üç uyarlamalı algoritma öneriyoruz. Hedeflenen bir kesinti olasılığı değerini korurken, üst ve ortalama güç kısıtlamaları altında spektral verimliliği en üst düzeye çıkarmak için uyarlanabilir algoritmaların tasarımını formüle ediyoruz. Sonuç olarak, bu çalışma, FSO bağlantılarının ana bozukluklarının (sis zayıflamaları ve türbülansın neden olduğu zayıflama) dört şekilde üstesinden gelmek için vaat eden bir ilerleme önermektedir zayıflama ve türbülansın zayıflama yeni modeller ve özellikler önererek, 2) delik ortalamasından ve dalga boyu bağımlılığı değiş tokuşundan yararlanarak, 3) MIMO FSO bağlantılarında mekansal uyarlamayı araştırarak ve önererek ve önererek ve, senaryolarını kullanarak ve uyarlanabilir سیستم gelecek vaat eden performansını onaylayarak.
