اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات34
تعداد شماره‌ها1,289
تعداد مقالات9,294
تعداد مشاهده مقاله8,795,634
تعداد دریافت فایل اصل مقاله5,336,770
صمصامی خداداد, فرید, احتشام فر, ماکان, نظری, فخرالدین, علیرضا پوری, محمد علی. (1402). روشی نوین برای مخابره‌ی داده در کانال‌ آب‌های کم‌عمق بر پایه بانک فیلتر چند حاملی آفست‌دار. پدافند الکترونیکی و سایبری, 11(3), 25-34.
فرید صمصامی خداداد; ماکان احتشام فر; فخرالدین نظری; محمد علی علیرضا پوری. "روشی نوین برای مخابره‌ی داده در کانال‌ آب‌های کم‌عمق بر پایه بانک فیلتر چند حاملی آفست‌دار". پدافند الکترونیکی و سایبری, 11, 3, 1402, 25-34.
صمصامی خداداد, فرید, احتشام فر, ماکان, نظری, فخرالدین, علیرضا پوری, محمد علی. (1402). 'روشی نوین برای مخابره‌ی داده در کانال‌ آب‌های کم‌عمق بر پایه بانک فیلتر چند حاملی آفست‌دار', پدافند الکترونیکی و سایبری, 11(3), pp. 25-34.
صمصامی خداداد, فرید, احتشام فر, ماکان, نظری, فخرالدین, علیرضا پوری, محمد علی. روشی نوین برای مخابره‌ی داده در کانال‌ آب‌های کم‌عمق بر پایه بانک فیلتر چند حاملی آفست‌دار. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1402; 11(3): 25-34.

روشی نوین برای مخابره‌ی داده در کانال‌ آب‌های کم‌عمق بر پایه بانک فیلتر چند حاملی آفست‌دار

پدافند الکترونیکی و سایبری
مقاله 3، دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 43، آبان 1402، صفحه 25-34    اصل مقاله (1.03 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
فرید صمصامی خداداد* 1؛ ماکان احتشام فر2؛ فخرالدین نظری2؛ محمد علی علیرضا پوری3
1دانشجوی کارشناسی ارشد، ،دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل ،آمل ،ایران
2دانشیار ،دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین ،آمل ،ایران
3استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،تهران،ایران
تاریخ دریافت: 06 اسفند 1401،  تاریخ بازنگری: 26 تیر 1402،  تاریخ پذیرش: 16 مرداد 1402 
چکیده
در کانال‌‌‌های صوتی زیر آب، به علت محدودیت پهنای باند، گسترش تأخیر طولانی ناشی از سرعت کم انتشار امـواج صوتی، و نیز به علت تغییرات شدید زمانی، ایجاد یک ارتباط پایدار و کارآمد همواره با موانع همراه بـوده اسـت. از این رو استفاده از سیستم‌های چند حاملی چند ورودی-چند خروجی چند حاملی متعامد مرسوم بوده، اما چالش آنجاست که به دلیل استفاده از پیشوند چرخشی با طول زیاد برای کانال‌‌های زیر آب، بهره عرض باند و نرخ ارسال داده به شدت کاهش می‌یابد. راهکار پیشنهادی در این مقاله، استفاده از سیستم‌های چند حاملی مبتنی بر بانک فیلتر آفست‌دار است. با بکارگیری این سیستم‌ها به دلیل عدم استفاده از پیشوند چرخشی دیگر مشکلات سیستم تقسیم فرکانسی متعامد را نخواهد داشت و بنابراین شاهد افزایش بهره و افزایش نرخ ارسال در نوع چند ورودی-چند خروجی آن خواهد شد. در این مقاله برای اولین بار از فیلتر شکل دهنده پالس هرمیت استفاده شده است، که دارای دقت و توان عملیاتی بیشتر نسبت به سایر فیلترها می‌باشد. همچنین به جهت حذف تداخل مخرب از برابر‌ساز حداقل میانگین مربعات خطا استفاده گردیده است. نتایج شبیه‌سازی عملکرد مطلوب سیستم مخابره‌ی پیشنهادی زیرسطحی را در آب‌های کم عمق نشان می‌دهد. خروجی شبیه‌سازی‌ها و تحلیل‌های عددی گواه این بوده است که در میزان برابر نرخ خطا، سیستم پیشنهادی میزان 15% نرخ ارسال و دریافت بیشتری را داراست که در شرایط پیچیده زیر آب، دستاورد ارزنده‌ای است.
کلیدواژه‌ها
مخابره زیرسطحی؛ بانک فیلتر آفست‌دار؛ سیستم چند ورودی- چند خروجی چند حاملی متعامد؛ فیلتر شکل‌دهنده پالس هرمیت؛ همسان‌ساز حداقل میانگین مربعات خطا
عنوان مقاله [English]
A new method for data transmission in shallow water channel based on offset multi-carrier filter bank
نویسندگان [English]
Farid Samsami Khodadad1؛ makan ehteshamfar2؛ fakhroddin nazari2؛ mohammadali alirezapouri3
1Master's student, Specialized University of New Technologies, Amol, Iran
2Associate Professor, Specialized University of New Technologies, Amol, Iran
3Assistant Professor, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]
In underwater acoustic channels, due to the limited bandwidth, the extension of the long delay due to the low speed of sound propagation, and also due to severe time changes, the establishment of a stable and efficient communication has always been accompanied by obstacles. Therefore, the use of orthogonal multi-input multi-Output multi-Carrier systems is common, but the challenge is that due to the use of long-distance rotary prefix for underwater channels, bandwidth gain and data transfer rate are greatly reduced. The proposed solution in this paper is to use multi-carrier systems based on offset bank filters. By using these systems, due to the lack of rotational prefix, the orthogonal frequency division system will no longer have problems and therefore will see an increase in interest and an increase in transmission rate in its multi-input-multi-output type. In this article, for the first time, a Hermit pulse forming filter is used, which has more accuracy and operational power than other filters. Also, in order to eliminate the destructive interference, the equalizer of at least average squares error has been used. The simulation results show the optimal performance of the proposed subsurface transmission system in shallow water. The output of simulations and numerical analysis has shown that at the rate equal to the error rate, the proposed system has a 15% higher send and receive rate, which is a valuable achievement in complex underwater conditions.
کلیدواژه‌ها [English]
Underwater transmission, offset filter bank, orthogonal multi-carrier multi-input-multi-output system, Hermite pulse shaping filter, equalizer of minimum mean square error
مراجع
  1. Farr, A. Bowen, J. Ware, C. Pontbriand, and M. Tivey, "An integrated, underwater optical/acoustic communications system," in OCEANS'10 IEEE SYDNEY, 2010: IEEE, pp. 1-6.
  2. "Evaluation of the performance of multi-port telecommunication systems based on the filter bank," Ministry of Science, Research and Technology - Isfahan University of Technology - Faculty of Electrical and Computer Engineering, 2011. [Online].
  3. Stojanovic and L. Freitag, "Multiuser undersea acoustic communications in the presence of multipath propagation," in MTS/IEEE Oceans 2001. An Ocean Odyssey. Conference Proceedings (IEEE Cat. No. 01CH37295), 2001, vol. 4: IEEE, pp. 2165-2169.
  4. Barua, Y. Rong, S. Nordholm, and P. Chen, "Adaptive modulation for underwater acoustic OFDM communication," in OCEANS 2019-Marseille, 2019: IEEE, pp. 1-5.
  5. Bellanger and J. Daguet, "TDM-FDM transmultiplexer: Digital polyphase and FFT," IEEE Transactions on Communications, vol. 22, no. 9, pp. 1199-1205, 1974.
  6. Siclet and P. Siohan, "Design of BFDM/OQAM systems based on biorthogonal modulated filter banks," in Globecom'00-IEEE. Global Telecommunications Conference. Conference Record (Cat. No. 00CH37137), 2000, vol. 2: IEEE, pp. 701-705.
  7. Siohan, C. Siclet, and N. Lacaille, "Analysis and design of OFDM/OQAM systems based on filterbank theory," IEEE transactions on signal processing, vol. 50, no. 5, pp. 1170-1183, 2002.
  8. J. Bocus, D. Agrafiotis, and A. Doufexi, "Underwater acoustic video transmission using MIMO-FBMC," in 2018 OCEANS-MTS/IEEE Kobe Techno-Oceans (OTO), 2018: IEEE, pp. 1-6.
  9. Amini, R.-R. Chen, and B. Farhang-Boroujeny, "Filterbank multicarrier communications for underwater acoustic channels," IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 40, no. 1, pp. 115-130, 2014.
  10. B. Aik, Q. S. Sen, and Z. Nan, "Characterization of multipath acoustic channels in very shallow waters for communications," in OCEANS 2006-Asia Pacific, 2006: IEEE, pp. 1-8.
  11. A. Van Walree, T. Jenserud, and M. Smedsrud, "A discrete-time channel simulator driven by measured scattering functions," IEEE journal on selected areas in communications, vol. 26, no. 9, pp. 1628-1637, 2008.
  12. A. Van Walree, T. Jenserud, and M. J. I. j. o. s. a. i. c. Smedsrud, "A discrete-time channel simulator driven by measured scattering functions," vol. 26, no. 9, pp. 1628-1637, 2008.
  13. Stojanovic, "Performance analysis of filtered multitone modulation systems for underwater communication," in OCEANS 2009, 2009: IEEE, pp. 1-9.
  14. J. I. s. p. m. Farhang-Boroujeny, "OFDM versus filter bank multicarrier," vol. 28, no. 3, pp. 92-112, 2011.
  15. Zhu, B. Wang, Y. Zhang, J. Li, and C. J. A. A. Wu, "Convolutional neural network based filter bank multicarrier system for underwater acoustic communications," vol. 177, p. 107920, 2021.
  16. Amini, C. H. Yuen, R.-R. Chen, and B. Farhang-Boroujeny, "Isotropic filter design for MIMO filter bank multicarrier communications," in 2010 IEEE Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop, 2010: IEEE, pp. 89-92.
  17. Kozek and A. F. J. I. J. o. s. a. i. c. Molisch, "Nonorthogonal pulseshapes for multicarrier communications in doubly dispersive channels," vol. 16, no. 8, pp. 1579-1589, 1998.
  18. Trigui, M. Siala, S. Affes, A. Stephenne, and H. Boujemaa, "Optimum pulse shaping for OFDM/BFDM systems operating in time varying multi-path channels," in IEEE GLOBECOM 2007-IEEE Global Telecommunications Conference, 2007: IEEE, pp. 3817-3821.
  19. Jung and G. J. I. T. o. C. Wunder, "The WSSUS pulse design problem in multicarrier transmission," vol. 55, no. 10, pp. 1918-1928, 2007.
  20. Sahin, I. Guvenc, H. J. I. c. s. Arslan, and tutorials, "A survey on multicarrier communications: Prototype filters, lattice structures, and implementation aspects," vol. 16, no. 3, pp. 1312-1338, 2013.
  21. Farhang-Boroujeny and C. Schlegel, "Efficient multicarrier realization of full-rate space-time orthogonal block coded systems," in IEEE International Conference on Communications, 2003. ICC'03., 2003, vol. 4: IEEE, pp. 2267-2271.
  22. Linton, P. Conder, and M. Faulkner, "Multiuser communications for underwater acoustic networks using MIMO-OFDM-IDMA," in 2008 2nd International Conference on Signal Processing and Communication Systems, 2008: IEEE, pp. 1-8.
  23. Farhang-Boroujeny, "OFDM versus filter bank multicarrier," IEEE signal processing magazine, vol. 28, no. 3, pp. 92-112, 2011.
  24. Li et al., "MIMO-OFDM for high-rate underwater acoustic communications," vol. 34, no. 4, pp. 634-644, 2009.
  25. Nissel, S. Schwarz, and M. Rupp, "Filter bank multicarrier modulation schemes for future mobile communications," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 35, no. 8, pp. 1768-1782, 2017.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 147
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 315