170- پروژه آماده: شبکه حسگر بی سیم و بررسی کدینگ شبکه در شبکه های حسگر بی سیم – 124 صفحه فايل ورد (word)

فهرست مطالب

عنوان    صفحه

فصل 1-            مقدمه   6

1-1-    پیشگفتار           6

فصل 2-            معرفی شبکه حسگر بی سیم       7

2-1-    پیشگفتار           7

2-2-    ساختار كلي شبكه حس/كار بي سيم        9

2-3-    ساختمان گره     13

2-4-    ويژگي ها           14

2-5-    كاربردها:            15

2-6-    نمونه ی  پیاده سازی شده شبکه حس/كار            27

2-7-    خصوصيات لازم براي شبيه سازهاي شبكه            32

2-8-    معماري دروني :NS        35

2-9-    شبيه ساز  OMNeT++ 36

2-10-  مدل سازی شبکه های بی سیم:   43

2-11-  قابلیت های مدل سازی : 75

2-12-  برخورد ها :        80

2-13-  بهره آنتن دهی ارسال :   85

2-14-  پیاده سازی در Ptolemy II:      96

2-15-  مدل شبکه حسگر          98

2-16-  مراجع:  109

فصل 3-            کدينگ کانال و بازدهی سيستم OFDM  110

3-1-    مقدمه   110

3-2-    سيستم OFDM            111

3-3-    اثر كدينگ كانال در بازدهي OFDM       115

3-4-    تاثير گستره تاخير كانال بر بهره كدينگ و بازدهی سيستم  117

3-5-    نتايج شبيه سازی           120

3-6-    مراجع   123

در سالهاي اخير با رشد روز افزون ارتباطات چند رسانه ای1 شامل صوت، تصوير و ديتا در شبكه‍هاي كامپيوتري مانند اينترنت و افزايش تقاضا براي استفاده از سرويسهاي موبايل، سعي مي شود سيستمهايي طراحي شود كه براي ارسال نرخ بيت بالا بر روي كانالهاي همراه با فيدينگ، بازدهي مناسبي داشته باشند. يک گزينه بسيار مناسب براي شبكه هاي بي سيم پرظرفيت، مدولاسيون چند حاملي2 و بويژه تكنيك تقسيم فرکانسی متعامد3 OFDM مي باشد. OFDM حالت خاصي از سيستمهاي چند حاملي است كه در آن اطلاعات با نرخ بيت بالا به چند دستة موازي با نرخ بيتهاي پايين‍تر تفكيك مي شوند و هركدام به وسيله زير حاملهاي مختلف مدولـه مي شوند. انگيزة اصلي استفاده از OFDM، مقاومت اين سيستم در كانالهای چند مسيره مي باشد[2و1]. به علت كاهش نرخ بيت مربوط به هر زيرحامل نسبت به نرخ بيت اصلي، دورة زماني سمبل افزايش مي يابد، در حالي كه دورة زماني سيگنال تداخل ثابت است. بنابراين تداخل بين سمبلي4 ياISI كاهش يافته و در نتيجه کارايی سيستم در كانالهاي چند مسيره بهبود5 می يابد. ارسال موازي اطلاعات و تقسيم فركانس يا FDM كه ايدة اولية‌ آن به دهة1950برمی گردد، بطور مشخص در دهة1960مطرح شده و مورد توجه قرار گرفت[3]. بر خلاف ديگر سيستمهاي چند حاملي، در تکنيک OFDM حاملها برهم عمود مي باشند. تعامد حاملها باعث مي شود حاملهاي مختلف عليرغم اينکه در حوزه فرکانس همپوشاني دارند ، درگيرنده از يكديگر قابل تفكيك باشند[2]. مزيت اين روش بازدهي طيفي بيشتر بوده و به همين دليل مورد توجه قرار گرفته است. در سال1971 وينستون1 و ابرت2 ايدة استفاده از تبديل فوريه گسسته3 رابراي  پياده سازیOFDM  مطرح كردند كه تحولي اساسي در كاهش پيچيدگي سيستم ايجاد كرد[4]. قدم مهم ديگر توسط پلد4 و رويز5 در سال1980 برداشته شد كه استفاده از پسوند تكرار يا گسترش تكرار را جهت حل مشكل تعامد حاملها ارائه دادند[5]. تحقيقات زيادي به منظور اصلاح و افزايش كاراييOFDM در مباحث مختلف آن صورت گرفته است. از جملة اين مباحث نقش كدينگ كانال درOFDM مي باشد. در اين بخش اثر گستره تاخير کانال بر بهره کدينگ و باردهی سيستم OFDM مورد بررسی قرار می گيرد. در بخش دوم کلياتی از سيستم OFDM ذکر می شود و در بخش سوم اثر کدينگ کانال بر بازدهی سيستم تشريح خواهد شد. در بخش چهارم اثر گستره تاخير کانال بر بهره کدينگ و بازدهی سيستم مورد تجزيه و تحليل قرار خواهد گرفت و نتايج شبيه سازی ارايه خواهد شد و  در بخش پنجم نيز نتيجه گيری و پيشنهادات لازم مطرح خواهد شد.

1-1-    سيستم OFDM

در مخابرات بي سيم بويژه در فرکانسهاي بالا ، پديدة انتشار چند مسيره مهمترين مانع در ارسال با نرخ بيت بالا   مي باشد، زيرا باعث ايجاد تداخل ميان سمبليISI مي شود. اگر گستره تاخير کانال برابر  باشد و سمبلها با دوره زماني  ارسال شوند, در سيستم تك حاملي هر سمبل دريافتي تحت تأثير  سمبل قبلي قرار مي گيرد، كه براي داده هاي با نرخ بيت بالا به دليل كوچك بودن دورة زماني مربوط به هر سمبل ،نسبت  مقدار بزرگي خواهد بود. حال اگر اطلاعات را بوسيله چندين زيرحامل ارسال كنيم، رشته سمبلهاي ورودي با دوره زماني سمبل  به  رشته، هر کدام با دوره زماني طولاني‍تر  تقسيم مي شوند. ارسال اين سمبلها در كانال چند مسيره باعث مي شود هر سمبل تحت تأثير  سمبل قبلي قرار گيرد. بدين ترتيب ملاحظه مي شود خطايISI در سيستم چند حاملي به مراتب از سيستم تك حاملي كمتر است.

 تکنيک OFDM حالت خاصي از سيستمهاي چند حاملي است كه بازدهي پهناي باند بيشتري دارد. علت آن در اين نكته نهفته است كه در اين روش فاصلة بين زيرحاملها كمتر است و در عين حال كه حاملها همپوشاني دارند در گيرنده قابل تفكيك مي باشند، چرا كه فاصلة فركانسي زير حاملها به گونه اي است كه متعامد بودن آنها تضمين مي شود. شكل(1) يك مدولاتور OFDM را نشان مي دهد. داده هاي ارسالي با نرخ سمبل   به دسته‍هاي تايي تقسيم بندي مي شوند. هر دسته شامل  سمبل مختلط مي باشد كه بطور همزمان توسط   زيرحامل در طول يك فريم در محدوده زماني برابر دوره زماني يك سمبل يعنی   ارسال مي شوند. سيگنال ارسال شده در محدوده زماني  ام را فريم  ام مي نامند. بنابراين سمبل   بوسيله زيرحامل ام در فريم ام ارسال مي شود.