14295

14295

استفاده از حسگري فشرده براي توليد نمونه‌هاي فشرده در خروجي نمونه‌بردار و ارائه روشي نو براي بازسازي سيگنال فشرده

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

بهمن ماه 1393

بهمن ماه 1393

دكتر ابوالفضل فلاحتي

برق

چكيده نمونه‌بردار يكي از اصلي‌ترين قسمت‌هاي يك سيستم مخابراتي ديجيتال مي‌باشد. در بيشتر كاربردهاي مخابراتي با در نظر گرفتن شرط نايكوئيست، سيگنال نمونه‌برداري مي‌گردد و سپس نمونه‌هاي حاصل با استفاده از پردازنده ،الگوريتم‌هاي فشرده‌سازي، بافر كردن سيگنال و صرف هزينه زمان و توان مصرفي، سيگنال فشرده حاصل مي‌شود. از طرفي در كاربردهاي مخابراتي با سيگنال‌هاي خاصي مواجهمي¬گرديم كه داراي نمايش تنكي مي‌باشند. به عنوان مثال سيگنال تصوير، صوت، ويدئو، سيگنال رادار و سيگنال‌هاي زير دريا به طور كلي يا تنك هستند و يا تحت تبديل يك به يكي از خود نمايش تنكي نشان مي‌دهند. اما نرخ نايكويست، يك شرط لازم و كافي براي هر سيگنال باند محدود است. اين شرط بدون در نظر گرفتن ساختار سيگنال باند محدود بيان مي‌كند، اگر فركانس نمونه‌برداري بيشتر از دو برابر ماكزيمم فركانس موجود در سيگنال باشد اطلاعات به طور كامل دريافت گرديده است. اما اگر ساختار موجود در سيگنال را در نظر گرفته شود، مي‌توان از اين نرخ عبور كرد. اين موضوع اساس كار نظريه حسگري فشرده است. رسيدن به نسخه فشرده سيگنال، جهت استفاده بهينه از كانال و كاهش فضاي ذخيره¬¬سازي يك امر بسيار مهم در سيستم¬هاي ديجيتال مي¬باشد. تاكنون روش¬هاي فشرده¬سازي متعددي براي سيگنال¬هاي مختلف ارائه گرديده كه در آنها از روش¬هاي غيرخطي استفاده مي¬گردد. ميزان نرخ فشرده¬سازي و مدت زمان لازم براي توليد نمونه¬هاي فشرده و همچنين پيچيدگي مدار فشرده‌ساز از عامل¬هاي تعيين كننده يك روش و يا مدار فشرده¬ساز خوب مي¬باشد. در اين تحقيق با كمك نظريه حسگري فشرده، يك سيستم نمونه‌برداري ارائه گرديده كه در خروجي، نمونه‌هاي فشرده(با نرخ فشرده‌سازي متفاوت) توليد ميگردد. اين مهم تنها با اضافه كردن چندين شيفت رجيستر و تمام جمع‌كننده- تفريق‌گر در خروجي نمونه‌بردارهاي رايج انجام گرديده است. نمونه‌هاي فشرده با تاخير زماني كم (وابسته به نرخ فشرده‌سازي) توليد مي‌گردد. يكي از مزيت‌هاي اصلي اين مدل، توليد نمونه‌هاي فشرده بدون استفاده از الگوريتم‌هايي با مرتبه زماني وپيچيدگي‌هاي محاسباتي و پردازنده‌ مي‌باشد. براي بازيابي سيگنال اصلي روش‌هاي متداول حسگري فشرده، كيفيت خوبي ارائه نميدهند، ازاينرو يك تكنيك جديد ارائه گرديده، كه به كمك آن امكان باز فشرده‌سازي سيگنال اصلي حاصل گرديده است.فشرده¬سازي در فضاي خطي شكل مي¬گيرد و مدل قابل بسط براي ديگر نرخهاي فشرده‌سازيمي¬باشد، كه البته رابطه مستقيمي‌با تاخير در مرحله بازفشرده¬سازيو كيفيت بدست آمده دارد. واژه‌هاي كليدي:حسگري فشرده، جمع‌كننده- تفريق‌گر، شيفت رجيستر، فشرده¬سازي، بازفشرده‌سازي