شماره ركورد
28360
پديد آورنده
فرشته سليميان ريزي
عنوان
مدلسازي كانال مخابراتي بيسيم در محيط ناهمگن و ارزيابي عملكرد كانال تحت سناريوهاي محوشدگي
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي برق- مخابرات
سال تحصيل
1396
تاريخ دفاع
1402/01/30
استاد راهنما
دكتر ابوالفضل فلاحتي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
كانالهاي مخابراتي بيسيم تحت تاثير پديدههاي مخربي چون سايه افكني و محوشدگي چندمسيري قرار ميگيرند. سايه افكني نسبتا كند است و به همين دليل به آن تغييرات مقياس بزرگ سيگنال گفته ميشود اما محوشدگي چندمسيري به دليل تداخل مولفههاي سازنده و مخرب به وجود آمده توسط پراكندگي، تفرق، انعكاس و غيره به وجود ميآيد و به آن تلفات مقياس كوچك سيگنال گفته ميشود. مدلسازي كانالهاي محوشدگي موضوع جديدي نيست و همزمان با مطرح شدن مخابرات بيسيم، مهندسان و دانشمندان زيادي درگير مدلسازي كانالهاي مخابراتي شدهاند؛ بنابراين تا كنون مدلهاي زيادي با توجه به شرايط و ماهيت محيط انتشار پيشنهاد شده است. در ابتدا براي مدلسازي كانال محوشدگي فرض بر آن بود كه محيط انتشار يك محيط همگن است، به اين معنا كه تعداد زيادي پراكندهساز به صورت كاملا تصادفي در محيط انتشار گسترش يافتهاند. بعدها توزيعهاي جديدتري مانند توزيع ناكاگامي-m مفهوم ناهمگن بودن محيط انتشار را مطرح كردند. محيط ناهمگن محيطي است كه شامل خوشههاي چندمسيري ميشود، كه اين خوشه ها ميتوانند تجمع وسايل بازي در پارك، تجمع درختان يا ساختمانها باشد. سناريوي ناهمگن بودن بيشتر در محيطهاي شهري اتفاق ميافتد.
در اين رساله ابتدا مروري بر روشهاي مدلسازي محوشدگي و سايه افكني كلاسيك و جديد مانند رايلي، رايس، ناكاگامي-m، ويبول، لوگ نرمال، گاما، گاماي تعميم يافته، گاماي معكوس، α-μ، η-μ، κ-μ و α-η-κ-μ و غيره انجام ميشود. سپس براي ارزيابي عملكرد اين كانالها معيارهاي مختلفي مثل مقدار محوشدگي، احتمال قطعي، نرخ خطاي بيت يا سمبل، ظرفيت كانال، نرخ موثر و ظرفيت محرمانگي معرفي ميشود.
در اين رساله چهار توزيع جديد براي مدلسازي كانال محوشدگي پيشنهاد شده است. بيشتر اين توزيعها با توجه به طيف انتشار در نسل جديد سيستمهاي مخابراتي، مدلهاي تركيبي هستند. اولين توزيع پيشنهادي مدل α-μ/ لوگ نرمال است كه همانطور كه از نام آن پيداست يك توزيع تركيبي است. در اين توزيع محوشدگي چندمسيري توزيع α-μ دارد و سايه افكني داراي توزيع لوگ نرمال است. آمارگانهاي اين توزيع به صورت تقريبي و برحسب چندجملهاي گوس-هرميت محاسبه ميشود. مدل دوم توزيع فيشر تعميم يافته است كه مدلي تركيبي است و برخلاف توزيع فيشر كه محيط انتشار را خطي در نظر ميگيرد، ويژگي غيرخطي بودن محيط را به اين توزيع اضافه ميكند. مدل سوم مدل NWDP است كه تعميمي است بر توزيع TWDP. در اين رساله ابتدا آمارگانهاي دقيق براي توزيع TWDP محاسبه ميشود زيرا آمارگانهاي اين توزيع به صورت تقريبي هستند. سپس اين توزيع گسترش داده ميشود و توزيع NWDP معرفي ميشود كه در آن تعداد موجهاي بازتابي غالب، دلخواه است. چهارمين توزيعي كه در اين رساله معرفي ميشود توزيع FNR است كه سايه افكني را به توزيع NWDP اضافه ميكند و در آن مولفههاي بازتابي غالب داراي نوسان با توزيع گاما هستند. پس از محاسبه آمارگانهاي هر يك از اين توزيعها، معيارهاي عملكرد مختلفي مثل احتمال قطعي، نرخ خطا، ظرفيت و غيره براي هر كدام بررسي ميشود.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/03/17
عنوان به انگليسي
Wireless Communication Channel Modeling in Heterogeneous Environment and evaluation of Channel Performance Under Fading Scenarios
تاريخ بهره برداري
4/18/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فرشته سليميان ريزي
چكيده به لاتين
Wireless communication channels are affected by destructive phenomena such as shadowing and multipath fading. Shadowing is relatively slow, so it is called large-scale effects, but multipath fading occurs due to the interference of constructive and destructive components caused by scattering, diffraction, reflection, etc., so it is called small-scale effects. Research in fading channel modeling is not a new issue and simultaneously with the introduction of wireless communication, many engineers and scientists have been involved in modeling communication channels. Therefore, so far, many models have been proposed according to the conditions and nature of the release environment.
In this thesis, we first have an overview of classic and new fading and shadowing models such as Rayleigh, Rice, Nakagami-m, Weibull, lognormal, gamma, generalized gamma, inverse gamma, α-μ, η-μ, κ-μ and α-η-κ-μ etc. Then, to evaluate the performance of these fading channels, different criteria such as amount of fading (AoF), outage probability (Pout), level crossing rate (LCR), average fading duration (AFD), bit or symbol error rate (SER/BER), channel capacity, effective rate and secrecy capacity are introduced.
In this thesis, four new distributions are proposed for fading channel modeling. Most of them are composite models. According to the propagation spectrum of new generation of communication systems, composite distributions are more appropriate models to describe the fading phenomena. The first proposed distribution is the α-μ/log normal model, which, as its name suggests, is a composite distribution. In this model, multipath fading has an α-μ distribution and shadowing has a log-normal distribution. The statistics of this distribution are calculated approximately based on Gauss-Hermite polynomials. The second model is the generalized Fisher distribution, which is a composite model, and unlike the Fisher distribution, which considers the distribution medium to be linear, adds the feature of the medium's non-linearity to this distribution. The third model is the NWDP distribution, which is a generalization of the TWDP. In this treatise, we first calculate the exact statistics for the TWDP distribution because the statistics of this distribution are approximate. We then extend this distribution and introduce the NWDP distribution where the number of specular components is arbitrary. The fourth distribution that is introduced in this thesis is the FNR distribution, which adds shadowing to the NWDP distribution, and in which the specular components fluctuate with the gamma distribution. After calculating the statistics of each of these distributions, different performance measures are computed for each one
كليدواژه هاي فارسي
كانال محوشدگي , چندمسيري , سايه افكني , ناهمگن بودن , معيار عملكرد كانال
كليدواژه هاي لاتين
Fading channel , Multipath , Shadowing , heterogeneous , Channel performance measure
Author
Fereshteh Salimian Rizi
SuperVisor
Abolfazl Falahati