الرئيسية / تقييم أداء نظام الهوائي الذكي اعتماداً على خوارزميات تشكيل الحزمة التكيفية

تقييم أداء نظام الهوائي الذكي اعتماداً على خوارزميات تشكيل الحزمة التكيفية

اسم الباحث:

المهندس مهران زياد الحموي

عنوان البحث:

تقييم أداء نظام الهوائي الذكي اعتماداً على خوارزميات تشكيل الحزمة التكيفية

عنوان البحث باللغة الانكليزية :

Evaluate the performance of the smart antenna system

depending on adaptive beamforming algorithms

اسم المشرف :

الدكـتــور المهـنـدس عبد الكريم السالم

العام:2021

القسم:هندسة الاتصالات والالكترونيات

الملخص:

تعتبر الهوائيات الذكية وخوارزميات تشكيل الحزمة من أساسيات نظم اتصالات الجيل الخامس إذ أن معرفة اتجاه ورود الإشارة المفيدة ومن ثم تشكيل حزمة إشعاع الهوائي باتجاهها يؤدي إلى تحسين شدة الاشارة المستقبلة وخفض نسبة الاشارة للضجيج كما أنها تزيد من عرض الحزمة المتاحة لكل مستخدم وبالتالي تزيد من سعة النظام بالاضافة لتقليل التداخل. من أجل تغيير زاوية الحزمة الراديوية المشعّة فإن الهوائي الذكي يعتمد على خلق فروق في الطور بين الإشارات التي تغذي عناصر مصوفة الهوائيات وذلك في جهة الإرسال أما في جهة الإستقبال فيتم مسح الفراغ الكترونياً دون الحاجة لتحريك عناصر المصفوفة، ويتم تحقيق ذلك عملياً باستخدام أحد خوارزميات تشكيل الحزمة. حيث تم إجراء دراسة نظرية شاملة عن مصفوفة الهوائيات وبيان أثر المعاملات المختلفة على أداء هذا النوع من الهوائيات بعد ذلك قمنا بدراسة وتحليل عدد من خوارزميات تشكيل الحزمة التقليدية والخوارزميات الفائقة الدقّة ومحاكاة كل من الخوارزميات المدروسة باستخدام برنامج MATLAB ومقارنة أدائها ودراسة أثر عدد عناصر المصفوفة على تميزية كل خوارزمية وقدرة كل خوارزمية على الفصل بين الأهداف المتجاورة. واستنتجنا أن أفضل هذه الخوارزميات هي خوارزمة ESPRIT حيث تستغرق زمن تنفيذ أقل وحجم ذواكر التخزين الذي تحتاجه أقل وتعطي نتيجة دقيقة عن موقع الهدف المراد توجيه حزمة إشعاع الهوائي باتجاهه.

تم تنظيم الرسالة ضمن خمس فصول حيث يشمل الفصل الأول مقدمة عامة عن أهمية وهدف ومشكلة البحث وننتقل في الفصل الثاني إلى دراسة بيئة مصفوفات الهوائيات والمعاملات الأساسية التي تؤثر على أدائها وننتقل في الفصل الثالث لشرح خوارزميات تشكيل الحزمة التقليدية وبعد ذلك ندرس بشكل مفصل خوارزميات تشكيل الحزمة الفائقة الدقة وذلك ضمن الفصل الرابع، وأخيرا نعرض في الفصل الخامس مقارنة لأداء خوارزميات تشكيل الحزمة التي أجريناها. ونناقش هذه النتائج ونقدم مقترحات لأبحاث مستقبلية تخص الموضوع قيد الدراسة.

الكلمات المفتاحية: الهوائي الذكي، خوارزميات تشكيل الحزمة، مصفوفة هوائيات، تقدير اتجاه الوصول DOA، خوارزمية MUSIC، خوارزمية MVDR، خوارزمية ESPRIT، تقدير الطيف المكاني، المصفوفة الخطية المتماثلة.

التحميل