وبلاگ

امواج رادیویی و مایکروویو صورت هایی از انرژی الکترومغناطیسی هستند که کلا از آنها به امواج رادیویی یا RF یاد می شود انتشار موج RF و پدیده های مربوط به آن می تواند در بحث هایی با عنوان انرژی، تشعشع و میدان مطرح شود. منظور از تشعشع انتشار انرژی در فضا به شکل موج یا ذره می باشد.

این امواج توسط حرکت بارهای الکتریکی در یک هادی فلزی یا آنتن شکل می گیرند برای مثال، حرکت متناوب بارها (جریان) در یک آنتن در یک ایستگاه رادیو یا تلویزیون ایجاد می شود و یا در یک ایستگاه پایه سلولی، آنتن موج الکترومغناطیسی را تولید می کند که توسط فرستنده به نقاط دور ارسال می شود و توسط یک گیرنده مثل آنتم پشت بام یا آنتن اتومبیل یا آنتن یک دستگاه تلفن سیار دستی دریافت می شود. عبارت میدان الکترومغناطیسی برای نشان دادن حضور انرژی الکترومغناطیسی از یک مکان داده شده به کار می رود. میدان RF می تواند به صورت میدان الکتریکی و یا میدان مغناطیسی تعبیر شود. همانند هر پدیده مربوط به موج، انرژی الکترومغناطیسی می تواند توسط یک فرکانس و طول موج مشخص شود. طول موج (^) فاصله یک سیکل کامل موج الکترومغناطیسی می باشد که در شکل 1-2 نشان داده

 شده است. فرکانس (f) تعداد دفعات عبور موج الکترومغناطیسی در یک نقطه داده شده در یک ثانیه می باشد برای مثال یک فرستنده رادیویی که توسط یک ایستگاه رادیویی FM فرستاده می شود. طول موجی در حدود 3 متر و فرکانسی در حدود 100 میلیون سیکل در ثانیه یا 100MHz دارد.

یک هرتز برابر یک سیکل در ثانیه است لذا در این حالت 100 میلیون موج الکترومغناطیسی RF در هر ثانیه از یک نقطه داده شده می گذرد. امواج الکترومغناطیسی با سرعت نور در فضا منتشر می شوند. طول موج و فرکانس یک موج الکترومغناطیسی به صورت عکس هم توسط یک فرمول ساده ریاضی به هم مرتبط می شوند، حاصلضرب طول موج در فرکانس برابر با سرعت نور است.
تا زمانی که سرعت نور در یک فضای خلأ داده شده تغییر نکند امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا طول موج کوتاهتری دارند و امواج با فرکانس پایین طول موج بزرگتری دارند. طیف الکترومغناطیسی (شکل 2-2) شامل فرم های مختلف انرژی الکترومغناطیسی از کمترین انرژی تا بیشترین انرژی مربوط به امواج گاما و x می باشد. امواج رادیویی، مایکروویو، تشعشعات مادون قرمز، نور مرئی و فرابنفش به ترتیب در این رنج قرار دارند. موج RF از طیف الکترومغناطیسی در محدوده 3KHz تا 300GHz قرار دارد. 1 کیلوهرتز معادل یک هزار هرتز بوده و یک مگاهرتز معادل یک میلیون هرتز و یک گیگاهرتز معادل یک بیلیون هرتز است. لذا زمانی که ما رادیویی خود را در فرکانس 101/5 تنظیم می کنید این بدان معنی است که ما امواج رادیویی خود را از ایستگاهی که موج را با فرکانس 101/5MHz ارسال می کند دریافت می کنید.

:
اخیرا كاربرد وسیع باند فرا پهن، نظر گروه كثیری از دانشمندان را به طراحی یك مدار واحد با خصوصیات عالی جلب كرده است. گسترش سریع تكنولوژیهای دیجیتال و نیمه هادی عاملی برای استفاده وسیع از طیفهای پهن و عریض شده است. روشهای مختلفی از مدولاسیون و حاملهای باند پهن ارایه شده است.
انتخاب سیگنال باند فرا پهن و مدولاسیون آن، به قابلیت استفاده ، سادگی و هزینه كم برای یك كانال بدون سیم ارتباطی شامل همه مراحل پردازش سیگنال ، بستگی دارد. كانال ممكن است محدودیت های دیگری را هنگام عبور سیگنال به ما تحمیل كند.
اساسا هر سیستم باند فراپهن از قسمتهای زیر تشكیل شده است.

– فرستنده: در حال حاضر حجم گسترده ای از پردازش اطلاعات به صورت دیجیتالی صورت می گیرد كه در آن از پالسهایی با دو سطح بالا و پایین استفاده میشود. یك مولد سیگنال با توان پایین اطلاعات دیجیتال را به پالسهای متوالی تبدیل میكند یا به اصطلاح مدوله میكند. برای این منظور از مدولاسیون های مختلفی از جمله مدولاسیون مكان پالس و مدولاسیون دامنه پالس و… استفاده میشود. سپس سیگنال

 حاصل به مولد/تقویت كننده سیگنال توان بالای خروجی میرود. در بعضی فرستندههای باند فرا پهن از مولد توان بالا استفاده میشود بدین معنی كه سیگنال پالسی ایجاد شده توسط بخش توان پایین با روشن و خاموش كردن ترانزیستورهای مولد مشابه همین پالسها را با توان بسیار بالا در خروجی ایجاد میكند. در بعضی فرستنده های دیگر نیز ممكن است مشابه سیستم های رایج باند باریك از همان تقویت كننده های توان بالا برای تقویت سیگنال پالسی استفاده شود.

– آنتن (گیرنده/فرستنده): آنتن در فرستنده در حقیقت پذیرای پالسهای بسیار باریك فرستنده میباشد بدین معنی كه یك جریان لحظه ای بسیار زیاد به آنتن فرستاده میشود. در گیرنده آنتن مانند بقیه سیستمهای باند باریك عمل میكند. ضمنا آنتن ممكن است باعث افت انتشار و اعوجاج نیز شود.
– گیرنده: در ابتدا گیرنده سیستم باند فراپهن مانند سایر سیستمهای باند باریك با پهنای باند فراپهن سیگنال پالس دریافت شده به وسیله آنتن را توسط تقویتكننده كم نویز و فیلتر تقویت و فیلتر كرده و سپس آن را دمدوله و اطلاعات ارسال شده را استخراج میكند.
بعضی فاكتورها مثل تنظیم فركانس و امكان تداخل میان سیستمهای باند فرا پهن و سیستمهای باند باریك دیگر باید به خوبی مد نظر قرار گیرند. واضح است كه استفاده از حامل هارمونیكی سیستم را پیچیده تر میكند. به واسطه افزایش سرعت حالتهای گذرای High-Low میتوان حالتهای گذرای كوتاه را مستقیماً در فضا پراكنده كرد. و حامل هارمونیكی را حذف كرد. اما بعضی كارها از جمله شكل دهی و بحثهای مربوط به توان ضروری است.
طبق گزارش FCC باند فرکانسی 3.1-10.6GHz به UWB اختصاص یافته است. تكنولوژی باند فرا پهن فرصت خوبی را برای نرخ اطلاعات خیلی بالا برای خطوط ارتباطی گیگا بایت، با سرویس بی سیم ارایه می دهد. مقررات FCC، چگالی طیفی توان ماكزیمم را درباند 3.1-10.6GHz روی -41.3 dBm/MHz محدود می کند.
در گیرنده UWB، تقویت كننده كم نویز توسط یك یا چند طبقه گین بدست می آید. بنابر این نمایش نویز گیرنده به عدد نویز و بهره توان تقویت كننده كم نویز بستگی دارد.
در گیرنده UWB، بر خلاف عملكرد در باند باریك، تقویت كننده كم نویز یك بلوك بحرانی است كه سیگنال های ضعیف را از كل باند UWB می گیرد و آنها را با نسبت سیگنال به نویز خوب تقویت می كند. بعلاوه بهره توان بالا و یكنواخت، تطبیق امپدانس ورودی و عدد نویز مناسب در كل باند فركانسی UWB مورد نیاز است.

:

کدهای LDPC نوعی کد بلوکی هستند که برای تصحیح خطای کانال به کار می روند. این کدها برای اولین بار توسط گالاگر در سال 1960 معرفی شدند. گالاگر خواص مهمی را برای این کدها اثبات کرد. او ثابت کرد که با افزایش طول بلوک کد، احتمال خطا به صورت نمایی کاهش می یابد و حداقل فاصله کد به صورت خطی افزایش می یابد.

کدهای LDPC به علت نیاز به حافظه زیاد برای کدگذاری و پیچیدگی کدبرداری، در آن زمان مورد توجه قرار نگرفت. در سال 1996 مک کی و نیل این کدها را دوباره کشف کردند و نشان دادند که کدهای LDPC جزء کدهای بسیار خوب هستند.
مک کی الگوریتم کدبرداری Sum-Product را برای کدبرداری این کدها به کار برد و نشان داد که این الگوریتم نتایج بسیار خوبی را به دنبال دارد. مک کی و دیوی نوع غیر باینری کدهای LDPC را نیز معرفی کردند و بهبود عملکرد کدهای LDPC غیر باینری را نسبت به کدهای مشابه باینری نشان دادند، علاوه بر آن در سال 2001 نیز Luby کدهای نامنظم را معرفی کرد که ماتریس بررسی درستی آنها ناهمسان بودن. این کدها نسبت به کدهای LDPC معرفی شده قبلی عملکرد بهتری دارند.
عملکرد بسیار خوب کدهای LDPC موجب شده است که برای کاربردهای مختلف مانند ضبط مغناطیسی، ضبط نوری، CDMA و مخابرات سیمی، پیشنهاد شوند.
در بعضی از سیستم های مخابراتی سیمی مانند مودم ADSL، جهت بهبود عملکرد سیستم از کدینگ استفاده می شود. در استاندارد آمریکایی ANSI برای ADSL از کد RS و یا کد الحاقی مرکب از کد RS و کد TCM، Wei استفاده می شود. در این پروژه هدف بررسی و نحوه عملکرد کدهای LDPC در این سیستم ها می باشد.
الفتریو نوعی کد LDPC که ساختار معینی دارد برای ADSL پیشنهاد کرده است، که می تواند جایگزین کد کانولوشنال شود و با افزایش پیچیدگی قابل قبولی سبب بهبود عملکرد سیستم شود.

ای مختصر در مورد سیستمهای تغییرپذیر با زمان و روش های كنترل این گونه سیستمها پرداخته است. بدیهی است كه سیستمهای واقعی به سادگی سیستمهای تك ورودی– تك خروجی معرفی شده در كنترل خطی نمی باشند. به منظور طراحی كنترل كننده برای این گونه سیستمها بایستی همواره مشكلاتی مانند غیر خطی گری، تغییرات در دینامیك، نایقینی در مدلسازی، چند ورودی – چند خروجی بودن و… در نظر گرفته شود، كه این امر به نوبه خود باعث پیچیده تر شدن كنترل كننده می گردد. تغییرات در دینامیك یكی از برجسته ترین این مشكلات می باشد. این تغییرات می تواند ناشی از دینامیك های مدل نشده (مانند: اصطحكاك، اینرسی، مقاومت الكتریكی و…) و یا ناشی از تغییر در مدل سیستم در هنگام عملكرد باشد. به طور مثال در اثر گذشت زمان مشخصات یك عملگر تغییر می نماید یا یك سیستم در

 شرایط محیطی مختلف عملكرد متفاوتی را از خود بروز می دهد. یكی دیگر از دلایل تغییرات دینامیك خطی سازی سیستمهای غیرخطی می باشد. به دلیل توسعه تئوری كنترل خطی به نسبت كنترل غیرخطی و آسانتر بودن تحلیل عملكرد یك سیستم با استفاده از آن، معمولاً مهندسین كنترل سعی بر خطی سازی سیستمهای غیرخطی حول نقاط كار و كنترل سیستمهای خطی سازی شده دارند. خطی سازی سیستمهائی با خواص غیرخطی شدید باعث ایجاد یك سری سیستمهای خطی می شود كه به عنوان سیستمهای خطی تغییرپذیر با زمان (LTV) شناخته می شوند. با توجه به توضیحات ارائه شده تغییر پذیر با زمان را دارا می باشند، ولی این میزان تغییر پذیری از یك سیستم به سیستم دیگر متفاوت است. در صورتی كه تغییرات درصد قابل توجهی از ثابت زمانی سیستم باشد، می توان سیستم را متغیربازمان در نظر گرفته و با روشهای مرسوم مقابله با آن، به كنترل سیستم پرداخت. در صنعت اكثر فرایند های شیمیائی، اجسام پرنده، روبا تها و… با استفاده از تكنیك خط یسازی حول نقاط كار و استفاده از مدل خطی كنترل می شوند.

برای مقابله با سیستمهای LTV سه دسته كلی كنتر ل كننده وجود دارد كه اغلب روش های دیگر، زیرمجموعه یا تركیبی از این سه روش می باشند:
1- جدول بندی بهره
2- كنترل تطبیقی
3- كنترل مقاوم