شماره ركورد
28204
پديد آورنده
محمد ابراهيم ابراهيم طوسي
عنوان
طراحي و پياده سازي سامانه جبران داپلر در گيرنده هوشمند ماهواره با استفاده از يادگيري عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي هوافضا
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1401/12/21
استاد راهنما
دكتر سيد حسن صديقي
دانشكده
فناوري هاي نوين
چكيده
در ماهواره¬هاي مدار پايين زمين، اطلاعات دريافت شده از ماهواره داراي جابجايي فركانسي در گيرنده ميباشد كه به آن اثر داپلر مي¬گويند. روشهاي زيادي براي جبران اين جابجايي تاكنون ذكر شده است. با پيشرفت يادگيري ماشين و هوش مصنوعي و همچنين توسعهي سختافزارهاي قدرتمند، برخي از محققان بهتدريج شروع به بررسي مسئله تخمين جابجايي داپلر با استفاده از روشهاي يادگيري ماشين و زيرشاخههاي آن ازجمله يادگيري عميق كردند. در اين پاياننامه برخي از روشهاي تخمين جابجايي داپلر معرفي ميشود. يك روش متداول تخمين جابجايي داپلر مبتني بر تبديل فوريه سريع شبيهسازي، و روش جبران جابجايي داپلر با استفاده از يادگيري عميق نيز معرفي مي-شود. سپس اين دو روش ازنظر سرعت و دقت عملكرد مقايسه ميشوند. براي مقايسه از نظر دقت، منحني نرخ خطاي بيت براي اين دو روش رسم و با توجه به منحني¬هاي رسم شده، روش يادگيري عميق دقت بالاتري نسبت به روش تبديل فوريه سريع دارد. براي مقايسه از نظر سرعت، اين دو روش بر روي يك سخت افزار شبيهسازي شده¬اند. روش مبتني بر تبديل فوريه سريع 15 ميلي¬ثانيه، و روش مبتني بر يادگيري عميق 5 ميلي¬ثانيه زمان مي¬برد. همچنين اگر روش مبتني بر يادگيري عميق بر روي يك واحد پردازش تانسور پياده¬سازي شود، 1 ميلي¬ثانيه زمان مي¬برد. در روش يادگيري عميق، مقدار جابجايي داپلر در نظر گرفته شده براي آموزش شبكه از KHz80- تا 80 ، با فاصله HZ¬10 در نظر گرفته شده است. پس از آموزش شبكه، منحني نرخ خطاي بيت براي نمايش دقت شبكه رسم شده است. در انتها روش مبتني بر يادگيري عميق در دنياي واقعي با مقادير داپلر KHz10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80 ارزيابي مي¬شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/02/18
عنوان به انگليسي
Design and implementation of Doppler compensation system on smart satellite receiver by deep learning
تاريخ بهره برداري
3/11/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدابراهيم ابراهيم طوسي
چكيده به لاتين
In low Earth orbit satellites, the received information from the satellite has frequency shift in the receiver, which is called the Doppler effect. Various methods have been proposed to compensate for this shift. With the advancement of machine learning and artificial intelligence as well as the development of powerful hardware, some researchers have gradually started to investigate the problem of estimating Doppler shift using machine learning methods and its subfields, such as deep learning.
In this thesis, some methods for estimating Doppler shift are introduced. A common method for estimating Doppler shift based on fast Fourier transform simulation, and a method for compensating for Doppler shift using deep learning are also introduced. Then, these two methods are compared in terms of speed and accuracy. To compare in terms of accuracy, the bit error rate curve is plotted for these two methods, and based on the plotted curves, the deep learning method has higher accuracy than the fast Fourier transform method. To compare in terms of speed, these two methods are simulated on a hardware. The fast Fourier transform-based method takes 2 milliseconds, and the deep learning-based method takes 0.1 milliseconds. Also, if the deep learning-based method is implemented on a tensor processing unit, it takes 3 microseconds. In the deep learning method, the Doppler shift value considered for network training ranges from -80 to 80 kHz, with a spacing of 10 Hz. After training the network, the bit error rate curve is plotted to display the network accuracy. Finally, the deep learning-based method is evaluated in the real world with Doppler values of 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 kHz.
كليدواژه هاي فارسي
ماهواره مدار پايين زمين , اثر داپلر , جبران جابجايي داپلر , يادگيري عميق
كليدواژه هاي لاتين
Low Earth orbit satellite , Doppler Effect , deep learning , Doppler shift compensation
Author
Mohammad Ebrahim Ebrahim toosi
SuperVisor
Dr. Seyed Hassan Sedighy