• شماره ركورد
    33749
  • پديد آورنده

    صادق حقيقي

  • عنوان
    تخمين زاويه ورود مبتني بر شبكه هاي عصبي با استفاده از مبدل‌هاي آنالوگ به ديجيتال يك بيتي با پيچيدگي پايين
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/05/06
  • استاد راهنما
    دكتر شاهرخ فرهمند
  • استاد مشاور
    بدون استاد مشاور
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    زاويه ورود سيگنال به يك آرايه آنتن، يك پارامتر محوري در پردازش سيگنال آرايه‌اي است و نقشي مهم در كاربردهاي مختلف مانند ارتباطات بي‌سيم، اينترنت اشياء، شبكه‌هاي مخابراتي و خودروهاي خودران ايفا مي‌كند. اين تكنيك در مخابرات بي‌سيم و شبكه‌هاي راديويي كاربرد فراواني دارد و به منظور تعيين موقعيت منبع سيگنال، مكان‌يابي و رديابي استفاده مي‌شود. زاويه ورود در شبكه‌هاي 5G و شبكه‌هاي بي‌سيم نسل جديد براي حذف تداخل و افزايش SINR و بهبود ظرفيت شبكه نقش مهمي دارد. روش‌هاي كلاسيك براي تخمين زاويه ورود معمولاً از تكنيك‌هايي مانند شكل‌دهي پرتو، طبقه‌بندي سيگنال چندگانه و ساير روش‌هاي غير‌پارامتريك و ‌پارامتريك استفاده مي‌كنند. اگرچه اين روش‌ها در سناريوهاي خاص مؤثر بوده‌اند، اما فرضيات ساده‌كننده، نياز به اطلاعات آماري دقيق، حساسيت به نويز و محيط‌هاي چند مسيري، از جمله محدوديت‌هاي آن‌ها مي‌باشد. اين وابستگي‌ها باعث كاهش كارايي اين روش‌ها در شرايط واقعي مي‌شود. در سال‌هاي اخير، با گسترش كاربرد سيستم‌هاي توزيع‌شده و پهن‌باند، استفاده از مبدل‌هاي آنالوگ به ديجيتال با دقت پايين، به‌ويژه مبدل‌هاي يك‌بيتي، به‌دليل سادگي سخت‌افزاري، مصرف توان پايين و هزينه كمتر، مورد توجه قرار گرفته است. اين نوع مبدل‌ها براي آرايه‌هاي بزرگ و سيستم‌هاي با منابع محدود مناسب هستند. با اين حال، استفاده از مبدل‌هاي يك‌بيتي منجر به از دست رفتن اطلاعات آماري سيگنال و كاهش شديد دقت داده‌ها مي‌شود كه چالش‌هاي جديدي را براي الگوريتم‌هاي تخمين زاويه ورود ايجاد مي‌كند. اين مسئله ضرورت توسعه روش‌هاي جديد و سازگار با داده‌هاي كوانتيزه با رزلوشن پايين را برجسته مي‌سازد. در اين ميان، روش‌هاي يادگيري ماشين، به‌ويژه يادگيري عميق، به دليل توانايي در شناسايي الگوهاي پيچيده و يادگيري روابط غيرخطي از داده‌هاي با نويز قوي و كم‌دقت، گزينه‌اي مناسب براي جبران كاهش دقت ناشي از كوانتيزه كردن يك‌بيتي به‌شمار مي‌روند. اگرچه اين روش‌ها اغلب مانند جعبه سياه هستند و تفسير آن‌ها دشوار است، اما تركيب آن‌ها با روش‌هاي مبتني بر مدل مي‌تواند منجر به الگوريتم‌هايي شود كه ضمن حفظ دقت و پايداري، قابليت تفسير ‌پذيري نيز داشته باشند. اين پايان‌نامه به بررسي اين تركيب و طراحي مدلي دقيق براي تخمين زاويه ورود در سيستم‌هاي مبتني بر مبدل‌هاي آنالوگ به ديجيتال يك‌بيتي مي‌پردازد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/07/13
  • عنوان به انگليسي
    Low Complexity Neural Networks-Based Direction of Arrival Estimation with One-Bit ADCs
  • تاريخ بهره برداري
    7/28/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    صادق حقيقي

  • چكيده به لاتين
    Direction of arrival (DoA) of signals at an antenna array is a critical parameter in array signal processing. DoA plays a significant role in various applications such as wireless communications, the Internet of Things (IoT), telecommunication networks, an‎d autonomous vehicles. DoA is widely used in wireless systems an‎d networks for source localization an‎d tracking. In 5G an‎d next-generation wireless networks, DoA estimation is crucial for interference mitigation, enhancing the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR), an‎d improving network capacity. Classical DoA estimation methods typically rely on techniques such as beamforming, subspace-based algorithms, an‎d other parametric an‎d non-parametric approaches. While these methods have demonstrated their effectiveness in specific scenarios, they often suffer from limitations such as oversimplifying assumptions, dependency on precise statistical knowledge, an‎d sensitivity to noise an‎d multipath. These dependencies significantly hinder their performance in real-world conditions. In recent years, the growing use of distributed, wideban‎d, an‎d massive multi-antenna systems has driven interest in low-resolution analog-to-digital converters (ADCs), particularly one-bit ADCs, due to their hardware simplicity, low power consumption, an‎d reduced cost. Such converters are especially suitable for large-scale antenna arrays an‎d resource-constrained systems. However, using one-bit ADCs results in significant loss of statistical information an‎d severely degraded signal resolution, posing major challenges for traditional DoA estimation algorithms. This highlights the need for developing new approaches that are compatible with low-resolution quantized data. In this context, machine learning techniques, particularly deep learning, have emerged as promising tools for compensating the loss of precision caused by one-bit quantization. Their ability to learn complex patterns an‎d nonlinear relationships from noisy an‎d imprecise data makes them suitable for such tasks. Although these methods are often considered "black boxes" an‎d lack interpretability, integrating them with model-based approaches can lead to hybrid algorithms that not only maintain accuracy an‎d robustness but also offer interpretability. This thesis investigates such a hybrid approach an‎d proposes an accurate model for DoA estimation in systems employing one-bit ADCs.
  • كليدواژه هاي فارسي
    زاويه ورود , پردازش سيگنال آرايه‌اي , يادگيري عميق , مبدل آنالوگ به ديجيتال يك‌بيتي , يادگيري تركيبي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Direction of arrival , array signal processing , deep learning , One-bit ADCs , hybrid learning
  • Author
    Sadegh Haghighi
  • SuperVisor
    Dr. Shahrokh Farahmand