شماره ركورد
34114
پديد آورنده
وسام الخالدي
عنوان
كنترل كننده هوشمند براي شبكه هاي ارتباطي 5G چندورودي-چندخروجي (MIMO) با استفاده از شبكه هاي عصبي مصنوعي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/8/1
استاد راهنما
دكتر ابوالفضل ديانت
استاد مشاور
دكتر ابوالفضل ديانت
دانشكده
كامپيوتر
چكيده
در ارتباطات بيسيم مدرن، مقاومت سيگنال در برابر شرايط كانال پويا ونويزي از اهميت روزافزوني برخوردار است. در اين مطالعه، ما يك راهحل متعادلسازي مبتني بر يك شبكه عصبي مصنوعي (ANN1) ساختار يافته حول يك سيستم تحويل MIMO2-OFDM3 را شرح ميدهيم كه در آن تمركز بر دقت تشخيص وهمچنين مقاومت در برابر اعوجاج كانال است. در اينجا ما يك گيرنده هوشمند توسعه دادهايم كه براي دستيابي به يادگيري كامل از تبديل سيگنال غيرخطي به جاي استفاده از روشهاي تحليلي استاندارد معكوسسازي مداوم روششناسي براي متعادلكنندهها طراحي شده است. ساختار پيشنهادي به طور كامل در محيط برنامهنويسي پايتون با استفاده از چارچوبهاي PyTorch پيادهسازي شده است كه به خود اجازه ميدهد دادههاي عملي رفتار أثر كانال، به ويژه محوشدگي ريلي ورايسي، نويز گاوسي سفيد افزايشي (AWGN4)، جابجايي داپلر ودادههاي بازخورد بيت مرجع آفست فركانس حامل (CFO5) را ادغام كند. از اين رو، ميتوان انتظار رفتار واقعبينانهاي از سيستم داشت. شبكه عصبي مصنوعي (ANN) طي 180 دوره آموزش ديده است كه نشاندهنده 256 نورون پنهانِ فعالسازي ReLU وروششناسي حذفِ منظمسازيِ اعمالشده است. شبيهسازيها، از طريق طيف گستردهاي از شرايط Eb/N0، براي نشان دادن قابليتهاي تعميم وسازگاري استفاده شدند. نتايج شبيهسازي تجربي نشان ميدهد كه پيشرفتهاي بسيار موفقي حاصل شده است كه در آن عملكرد نرخ خطاي بيت (BER6) سيستمهاي متعادلكننده ANN با توجه به عملكرد كلي BER در شرايطي كه در مقايسه با روشهاي استاندارد ZF7، MMSE8 وMMSE-SIC9، 1.5 تا 2 دسيبل بهبود وهمچنين 96.8٪ موفقيت در تشخيص در تعداد زيادي از پيكربنديهاي كانال حاصل ميشود، بسيار خوب است. چنين نتايجي كاملاً آشكار نشان ميدهد كه چنين روش متعادلسازي ANN مبتني بر دادههاي آموختهشده، در نتيجه، استحكام انجامشده در تشخيص خطاها را بهبود ميبخشد ودر عين حال، روشهاي روششناسي عملياتي وكارايي محاسباتي ذاتي را توسط تكنيكها از طريق روشهاي مشتقشده از شبكه عصبي ANN ارائه ميدهد كه بهطور بالقوه منجر به روشهاي پيادهسازي آنها در سيستمهاي عملكرد عملياتي بلادرنگ ميشود. بهطوركلي، اين تحقيق بهروشني، موارد مربوط به سيستمهاي متعادلسازي مشتقشده از ANN در عمل را بهخوبي نشان ميدهد، كه خود زمينهاي جدي براي تحقيقات دقيقتر بيشتر است ومتعاقباً به ساختارهايي اشاره ميكند كه احتمالاً پيشرفت بزرگي به سمت سيستمهاي گيرنده هوشمند وتطبيقي در سيستمهاي ارتباطي بعدي 5G10/6G11 خواهند بود.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/02
عنوان به انگليسي
Smart Controller for MIMO 5G Communication Networks Using Artificial Neural Networks
تاريخ بهره برداري
10/31/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
وسام الخالدي
چكيده به لاتين
In modern wireless communications, the robustness of the signal against dynamic and noisy channel conditions is of ever-increasing importance. In this study, we describe an equalization solution based on an Artificial Neural Network (ANN1) structured around a MIMO2-OFDM3 delivery system, whereby the focus is on the accuracy of detection, and also on robustness against distortion of the channel. Here we have developed an intelligent receiver designed to obtain a complete learning of the nonlinear signal transformation rather than using the standard analytical methods of continued inversion of methodology for equalizers. The proposed structure has been entirely implemented in the Python programming environment using the PyTorch frameworks, which allowed itself integration of practical data of channel effect behavior, in particular, Rayleigh and Rician fading, Additive White Gaussian Noise (AWGN4), Doppler shift, and Carrier frequency offset (CFO5) bit reference feedback data to be included. Hence, realistic behavior of the system may be expected. The ANN has been trained over 180 epochs, representative of the 256 hidden neurons of applied ReLU activation and dropout methodology of regularization. Simulations, through a wide variation of Eb/N0 conditions, were then used to indicate capabilities for generalization and adaptability. The results of experimental simulation indicate very successful advances have been made whereby the Bit Error Rate (BER6) performance of the ANN equalizing systems are very good with respect to overall BER performance in conditions whereby when compared with standard ZF7, MMSE8 and MMSE-SIC9 methods 1.5-2 dB of improvement is attained with also 96.8% success in detection over a large number of channel configurations. Such results indicate very apparent that such an ANN equalization methodology based on learnt data thereby improves accomplished robustness of detection errors, and at the same time gives methods of operational methodology and inherent computational efficiency by the techniques through the ANN neural network derived methodologies, potentially leading to their methods of implementation in real-time operational performance systems.Overall, this research will clearly strongly demonstrate the case for ANN-derived equalization systems in operation, a serious scope for further detailed research in their own right, and subsequently point out to structures which are likely to be a major advance towards intelligent and adaptive receiver systems in subsequent 5G10/6G11 communication systems to come.
كليدواژه هاي فارسي
كنترل هوشمند , شبكههاي عصبي مصنوعي (ANN) , اينترنت اشيا IoT , مدولاسيون ديجيتال , چند ورودي-چند خروجي MIMO , هوش مصنوعي
كليدواژه هاي لاتين
Smart Control , Artificial Neural Networks ANN , Internet of Things IoT , Digital Modulation , Multi-Input-Multi-Output MIMO , Artificial Intelligence AI
Author
WISAM ALKHALIDI
SuperVisor
Dr.Abolfazl Diyanat