پژوهشی در مورد سیستمهای طیف گسترده

دانلود مقاله پژوهشی در مورد سیستمهای طیف گسترده

فصل اول
تاریخچه و مقدمه
طراحان سیستمهای مخاراتی درگذشته و حال همواره ‏به دنبال دستیابی به تکنیکهای مدولاسیون ودمدولاسیونی ‏هستند که نیازهای مخابراتی و ملاحظاتی مورد نظر ‏آنهارا به بهترین صورت مرتفع سازند. اکثر این ‏تکنیکها سعی در بهینه سازی استفاده از یک یا هر دو ‏پارامتر مخابرات یعنی قدرت و پهنای باند داشته، هدف ‏اصلی آنها کم کردن احتمال خطای بین در ارسال سیگنال ‏از یک محل به محل دیگر، با فرض حضور نویز گوسی سفید ‏جمع شونده می‎باشد.‏
با این وجود گاهی نیاز به تکنیکهای مدولاسیونی که ‏نیازهایی غیر از موارد مذکور را برآورده کنند به چشم ‏می خورد. به عنوان مثال علاوه برکانالهای ‏AWGN‏ ‏کانالهای دیگری وجود دارند که از این مدل تبعیت نمی ‏کنند. مثلا یک سیستم مخابرات نظامی که تحت تاثیر ‏تداخل عمدی «اختلال»‏ ‏ قرار می گیرد، یا کانال چند ‏مسیره که به خاطر انتشار سیگنال از چند مسیر ایجاد ‏میشود نمونه هایی از این کانالها می باشند، لذا ‏امروزه استفاده از تکنیکهای مدولاسیون با خواصی نظیر ‏مقاومت در برابر اختلال، عملکرد در طیف انرژی پایین، ‏دسترسی چندگانه بدون کنترل خارجی ایجاد کانالهای سری ‏بدون امکان شنود خارجی و ‏‎…‎‏ به سرعت ر و به افزایش ‏است. یک روش مدولاسیون و دمدولاسیون که می‎تواند در ‏اینگونه موارد مناسب باشد تکنیک طیف گسترده ‏ می‎باشد.‏
‏۶۰ سال پیش در‌آگوست ۱۹۴۲ هدی لامار جرج آنیل با ‏ثبت سند سیستم مخابرات مخفی در اداره ثبت اختراعات ‏ایالات متحده دریچه ای به فضای دوردست «سیستم های طیف ‏گسترده» گشودند. تکنیکهای طیف گسترده در ابتدا برای ‏اهداف نظامی ایجاد و مورد استفاده قرار گرفتند. اما ‏با پیشرفت های فراوانی که در عرصه ‏VLSI‏ تکنیکهای ‏پیشرفته پردازش سیگنال و ساخت میکروپروسسورهای سریع ‏و ارزان قیمت صورت گرفت امکان توسعه تجهیزات طیف ‏گسترده برای استفاده های شخصی فراهم شد.‏
ازمشخصات بارز یک سیستم طیف گسترده می‎توان به ‏گسترش طیف سیگنال ارسالی در پهنای باند مستقل و ‏بسیار وسیعتر از باند پیام، حذف گسترش و حصول مجدد ‏طیف توان درگیرنده و بکارگیری یک دنباله شبه تصادفی ‏غیر از دنباله پیام در فرستنده و گیرنده اشاره نمود. ‏دو شرط عمده زیر باعث تمایز سیستم های طیف گسترده ‏باز مدولاسیون های نظیر ‏FM‏ باند وسیع که در آنها نیز ‏از پهنای باند سیگنال پیام استفاده می‎شود شده است .‏
‏۱-‏ د ریک سیتم طیف گسترده پهنا باند ارسالی بسیار ‏بزرگتر پهنای باند سیگنال پیام می‎باشد.‏
‏۲-‏ گسترش طیف توسط دنباله شبه تصافدی دیگری که از ‏سیگنال پیام مستقل و برای گیرنده کاملاً مشخص است، ‏انجام می‎شود. شکل ۱-۱ دیاگرام کلی سیستم طیف ‏گسترده را نشان می‎دهد.‏
دراین دیاگرام منظور از کد گسترش دهنده یک ‏دنباله باینری شبه تصادفی ‏ با نرخ بسیار بالاتر از ‏نرخ سیگنال پیام و لذا طیف فرکانسی وسیعی می‎باشد. ‏شکل ۲-۱ نمونه ای از این دنباله را نشان می دهند.‏
در فصول بعد این بخش ابتدا به معرفی بیشتر سیستم ‏های طیف گسترده پرداخته انواع ، خصوصیت ها و ‏کاربردهای این سیستم ها را بیان می کنیم.‏

فهرست مطالب
فصل اول    ۱
تاریخچه و مقدمه    ۱
فصل دوم    ۳
سیستم های طیف گسترده    ۳
۱-۲- انواع سیستم های طیف گسترده    ۴
۱-۱-۲- سیستم طیف گسترده دنباله مستقیم یا شبه نویز (DS) / (PN)    ۴
۱-۱-۱-۲- سیستم طیف گسترده BPSK-DSSS    ۷
۲-۱-۲- سیستم طیف گسترده پرش فرکانس    ۱۲
۱-۲-۱-۲- سیستم پرش فرکانس تند (F-FH) :    ۱۳
۲-۲-۱-۲- سیستم پرش فرکانسی کند (S- FH)    ۱۳
سیستم پرش فرکانسی کند همدوس    ۱۳
۳-۲-۱-۲: خصوصیات سیستم طیف گسترده پرش فرکانسی (FH)    ۱۹
۴-۲-۱-۲- مزایان و معایب سیستم Fh:    ۲۰
۳-۱-۲- سیستمهای طیف گسترده پرش زمانی (TH)گ    ۲۱
۴-۱-۲- سیستم طیف جاروب فرکانسی (chrip)    ۲۲
۵-۱-۲- سیستمهای طیف گسترده ترکیبی    ۲۲
۲-۲- خواص سیستمهای طیف گسترده    ۲۳
۱- مقابله با اختلال (Jamming) خصوصا اختلال باند باریک    ۲۳
۲- قابلیت دسترسی چند گانه    ۲۴
۳- مقابله با پدیده چند مسیری    ۲۴
۴- عملکرد مخفی یا احتمال شنود پایین    ۲۵
۵- مقاومت در برابر ISI    ۲۵
۳-۲- کاربرد سیستمهای طیف گسترده    ۲۵
فصل سوم    ۲۶
کدهای گسترش دهنده    ۲۶
۳-۱- دنباله شبه تصادفی    ۲۶
۳-۲- تولید کدهای گسترش یافته    ۲۷
۳-۳- تابع همبستگی دنباله های گسترش دهنده    ۳۱
۴-۳- کدهای گسترش دهنده رایج    ۳۴
۱-۴-۳- کدهای با طول حداکثر یا شبه نویز (ماکزیمال)    ۳۴
۱-۱-۴-۳- خواص دنباله های با طول حداکثر    ۳۶
۲-۱-۴-۳- تابع همبستگی و چگالی طیف توان دنباله های «با طول حداکثر»    ۳۸
فصل چهارم    ۳۹
بررسی اثر تداخل عمدی در سیستمهای طیف گسترده    ۳۹
۱-۴- اغتشاش تک تون    ۴۰
۲-۴- بررسی اثرات نویز و اغتشاش برکیفیت سیستم های طیف گسترده    ۴۷