• شماره ركورد
    34266
  • پديد آورنده

    مهدي معصومي

  • عنوان
    طراحي يك شكل موج جديد براي سيستمهاي توأم مخابراتي راداري با استفاده از الگوريتم ژنتيك
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق گرايش مخابرات سيسيتم
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1404/07/28
  • استاد راهنما
    محمد حسين كهايي
  • استاد مشاور
    .
  • دانشكده
    برق
  • چكيده
    با رشد تقاضا براي خدمات بيسيم و محدوديت روزافزون منابع طيفي، بهرهبرداري همزمان از باند فركانسي براي رادار و مخابرات بهعنوان يك نياز اساسي در نسلهاي آينده شبكههاي ارتباطي مطرح شده است. در اين راستا، سيستمهاي يكپارچه رادار– مخابرات بهمنظور استفاده مشترك از منابع سختافزاري و طيفي، طراحي و توسعه مييابند. يكي از چالشهاي اصلي در اين حوزه، طراحي شكل موج دومنظورهاي است كه بتواند ضمن تضمين كيفيت مخابراتي، دقت بالايي در تخمين پارامترهاي راداري همچون برد و سرعت فراهم آورد. در روش پيشنهادي اين پاياننامه، سيگنالهاي چندكاربره مبتني بر OFDMAبهصورت خطي تركيب ميشوند تا يك شكل موج معادل راداري توليد گردد. در اين چارچوب، مسئله بهينهسازي بهگونهاي فرمولبندي شده كه هدف آن كاهش ميانگين مربعات خطا ميان شكل موج تركيبي و يك پالس مرجع ،LFMو در عين حال افزايش نرخ مجموع انتقال داده كاربران ارتباطي است. بدين ترتيب، طراحي شكل موج بهصورت يك مسئله چندهدفه مطرح ميشود كه نيازمند برقراري موازنه ميان اهداف متضاد راداري و مخابراتي است. از آنجا كه مسئله بهينهسازي داراي ماهيت غيرمحدب و فضاي جستجوي وسيعي است، اتكا صرف به روشهاي كلاسيك ميتواند با چالشهايي همچون گير افتادن در كمينههاي محلي يا همگرايي كند همراه باشد. به همين دليل، در اين تحقيق الگوريتم ژنتيك بهعنوان يك جستجوگر سراسري به كار گرفته شده و سپس براي ارتقاي دقت و سرعت همگرايي، روش گراديان كاهشي روي جوابهاي منتخب اعمال گرديده است. اين تركيب موجب دستيابي به نتايج دقيقتر در زمان كوتاهتر ميشود و در عين حال مزاياي هر دو رويكرد را در كنار هم فراهم ميآورد. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه شكل موجهاي توليدي توانستهاند پالس مرجع راداري را بازسازي كنند و همزمان نرخ داده مناسبي را براي كاربران مخابراتي فراهم آورند. براي ارزيابي عملكرد راداري، از شبيهسازيهاي مونتكارلو استفاده شده و واريانس تخمين برد و سرعت با CRLBمقايسه گرديده است. اين تحليلها نشان ميدهد كه چارچوب پيشنهادي ميتواند بهعنوان راهكاري مؤثر در طراحي شكل موجهاي دومنظوره براي سامانههاي ISACنسل آينده مورد استفاده قرار گيرد
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/09/25
  • عنوان به انگليسي
    Waveform Design for Integrated Radar an‎d Communication Systems Using Genetic Algorithm
  • تاريخ بهره برداري
    12/22/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مهدي معصومي

  • چكيده به لاتين
    With the growing deman‎d fo‎r wireless services an‎d the increasing scarcity of spectral resources, the joint utilization of frequency ban‎ds fo‎r both radar an‎d communication has emerged as a key requirement fo‎r future wireless netwo‎rks. In this context, integrated radar–communication (ISAC) systems are being designed to share hardware an‎d spectral resources. One of the main challenges in this field is the design of dual-functional wavefo‎rms that can simultaneously ensure reliable communication quality while providing high accuracy in estimating radar parameters such as range an‎d velocity. In the proposed approach of this thesis, multiuser OFDMA signals are linearly combined to generate an equivalent radar wavefo‎rm. The wavefo‎rm design problem is fo‎rmulated as a multiobjective optimization framewo‎rk that aims to minimize the mean squared erro‎r between the combined wavefo‎rm an‎d a reference LFM pulse, while simultaneously maximizing the overall communication sum-rate. This naturally leads to a trade-off between radar an‎d communication objectives. Since the optimization problem is inherently non-convex with a large search space, relying solely on classical methods may face challenges such as slow convergence o‎r being trapped in local minima. To address this, a genetic algo‎rithm (GA) is employed as a global search strategy, followed by gradient descent (GD) applied to selec‎ted solutions fo‎r local refinement. This hybrid approach improves both convergence speed an‎d solution accuracy, benefiting from the strengths of both methods. Simulation results demonstrate that the generated wavefo‎rms can successfully reconstruct the radar reference pulse while simultaneously achieving satisfacto‎ry communication rates. Fo‎r radar perfo‎rmance eva‎luation, Monte Carlo simulations are conducted, an‎d the variance of range an‎d velocity estimation is compared against the Cramér–Rao Lower Bound (CRLB). The analyses confirm that the proposed framewo‎rk provides an effective solution fo‎r dual-functional wavefo‎rm design in next-generation ISAC systems.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شكل موج دومنظوره , سامانه رادار - مخابرات , الگوريتم ژنتيك , بهينه سازي چندهدفه
  • كليدواژه هاي لاتين
    Dual-functional waveform , radar–communication system , genetic algorithm , multi-objective optimization
  • Author
    mehdi masoumi
  • SuperVisor
    Mohammad Hossein Kahaei