فهرست مطالب عنوان صفحه فصل اول:مقدمه..... 1 1-1- مقدمهای بر رادار پسیو .. 21-2- مروری بر سیستم DVB_T... 51-3- ساختار پایاننامه .... 7فصل دوم: ساختار فریم OFDM....9 2-1- مقدمهای بر OFDM.......102-2- ساختار فرستنده و گیرندهی OFDM.....152-2-1- پریود سمبل، فواصل و فضای حامل ..... 162-4- ساختار فریم OFDMدر گیرندهی DVB-T................................................................................ 212-4-1- نقاط منظومهای.................................................................................................................................30فصل سوم: آشنایی با پخش زمینی تلویزیون دیجیتال......................................................................... 323-1- معایب انتقال آنالوگ .......................................................................................................................... 333-2- مزایای سیستم دیجیتال ................................................................................................................... 353-2-1- کیفیت تصاویر ارسالی دیجیتال و آنالوگ ...................................................................... 373-3- اجزای یک سیستم تلویزیون ........................................................................................................... 383-3-1- طراحی تلویزیون ................................................................................................................. 403-3-2- تلویزیون همراه (DVB_T MOBILE) .......................................................................... 413-4- گسترش جهانی تلویزیون دیجیتال ................................................................................................ 423-4-1- تلویزیون دیجیتال در ایالات متحده ............................................................................... 423-4-2- تلویزیون دیجیتال در اروپا ................................................................................................ 433-4-3- تلویزیون دیجیتال در ژاپن ................................................................................................ 433-4-4- نحوهی پوشش DVB_T در ایران ................................................................................... 443-5- سازمانها و استانداردهای عمومی تلویزیون دیجیتال ................................................................ 463-6- فرستندههای تلویزیون دیجیتال ..................................................................................................... 493-6-1- لزوم فشرده سازی به روش MPEG-2............................................................................. 513-6-2- کدهای درونی(کد کانولوشنال) ........................................................................................ 543-6-3- مدولاسیون درونی(داخلی) ................................................................................................ 553-6-4- کدگذاری خارجی ................................................................................................................ 563-6-5- مدولاسیون درونی(داخلی) ............................................................................................... 573-7- باند ارسال ............................................................................................................................................ 583-8- منطقهی پوشش فرستنده ................................................................................................................ 583-9- دریافت سیگنال دیجیتال ................................................................................................................. 593-10- اصطلاحات دیجیتالی ...................................................................................................................... 61فصل چهارم: شبیهسازی گیرندهی سیگنال DVB_T ........................................................................... 634-1- گیرندهی سیگنالDVB_T ............................................................................................................. 644-1-1- مشخصات سیستم DVB_T.............................................................................................. 654-1-2- گیرندهی پیشنهادی ............................................................................................................ 664-2- همزمانسازی ...................................................................................................................................... 674-3- تخمین آفست فرکانسی .................................................................................................................. 704-4- تخمین کانال ........................................................................................................................................ 764-4-1- روش درون یابی خطی ....................................................................................................... 764-4-2- روش کمترین مربعات (LS) ............................................................................................... 784-4-3- تخمین کانال متغیر با زمان .............................................................................................. 814-5- همسانسازی ..................................................................................................................................... 824-6- دیمدولاسیون .................................................................................................................................. 834-7- روش بازتولید ..................................................................................................................................... 834-8- حساسیت سنجی روش بازتولید .................................................................................................... 84فصل پنجم: نتایج ...........................................................................................................................................96 - فهرست منابع .............................................................................................................................................100- چکیده به زبان انگلیسی ...........................................................................................................................103 فهرست جدولها عنوان و شماره صفحه1-1: قابلیت رزولوشن در برد برای چند سیگنالینگ مختلف 72-1: پارامترهای اساسی در استانداردa802.11 OFDM IEEE 142-2: اطلاعات مربوط به نرخ بیت ارسالی(Mbits/sec) بر حسب اطلاعات مدولاسیونها و نرخ کدینگ متفاوت 172-3: پارامترهای مودهای 2kو 8k 232-4: مشخصات فریم OFDM و مقادیر ممکن برای Tuو ∆در فریم OFDM 242-5: مقادیر ممکن برای طول سمبل و زمان محافظ در پهنای باند8 مگاهرتز 252-6: فاصلهی محافظ و نرخ کد مدولاسیونهای QPSK، 16QAM، 64QAM 252-7: محل پایلوتهای پیوسته در هر سمبل OFDM 282-8: شماره حاملهای TPS در هر سمبل OFDM 293-1: شهرهای تحت پوشش DVB-T در ایران 453-2: استانداردهای تلویزیون دیجیتال 463-3: استانداردهای MPEG 473-4: استانداردهای DVB 473-5: مقایسهی استانداردهای مختلف 493-6: مشخصات DVB_Tدر ایران 51 فهرست شکلها صفحهعنوان3شکل شمارهی 1-1- هندسهی رادار پسیو13شکل شمارهی 2-1- مقایسهی ذخیرهی پهنای باند در سیستم OFDM و FDM15شکل شمارهی 2-2- ساختار فرستنده و گیرندهی OFDM16شکل شمارهی 2-3- استفاده از پیشوند پرخشی برای جلوگیری از ISIبین سمبلهای OFDM18شکل شمارهی 2-4- نمای سادهای از فرستنده و گیرندهی OFDM19شکل شمارهی 2-5- بلوک دیاگرام فرستنده OFDM19شکل شمارهی 2-6- بلوک دیاگرام گیرنده OFDM22شکل شمارهی 2-7- ساختار فریم OFDM و محل پایلوتها30شکل شمارهی 2-8-الف- مدولاسیون QPSKبا کد گری31شکل شمارهی 2-8-ب- مدولاسیون 16-QAM با کد گری31شکل شمارهی 2-8-ج- مدولاسیون 64-QAM با کد گری45شکل شمارهی 3-1- نحوه پوشش استاندارد DVB-Tروی کره زمین50شکل شمارهی 3-2- ساختار کلی فرستنده DVB-T51شکل شمارهی 3-3- دیاگرام عملکرد فرستنده تلویزیون دیجیتال55شکل شمارهی 3-4- دنباله ارسالی بعد از کدینگ خارجی61شکل شمارهی 3-5- دیاگرام عملی گیرندهی زمینی تلویزیون دیجیتال64شکل شمارهی 4-1- ساختار گیرندهی مرجع66شکل شمارهی 4-2- الگوی درج پایلوت در سیستمDVB_T67شکل شمارهی 4-3- همزمان سازی68شکل شمارهی 4-4- نمایی از همزمان سازی با استفاده از تابع همبستگی سیگنال دریافتی69شکل شمارهی 4-5- تأخیر سیگنال دریافتی70شکل شمارهی 4-6- مراحل دقیق تخمین و جبران آفست فرکانسی71شکل شمارهی 4-7- یک واحد شیفت در اثر ایجاد قسمت صحیح آفست فرکانسی72شکل شمارهی 4-8- نمایش از محاسبهی قسمت صحیح آفست فرکانسی بر اساس کورلیشن بین زیرحاملهای پایلوت پیوسته77شکل شمارهی 4-9- تخمین بهرهی کانال به ازای هر 3 زیرحامل در هر سمبل80شکل شمارهی 4-10- منحنی Pe بر حسب SNR برای تخمین کانال به روش درونیابی خطی و کمترین مربع خطا80شکل شماره ی 4 -11- منحنی Pe بر حسب SNR برای تخمین کانال به روش درونیابی خطی و کمترین مربع خطا و درونیابی nearest، درونیابی spline، درونیابی cubic و درونیابی sinc81شکل شمارهی 4-12- منحنی Pe بر حسب SNR برای درونیابی خطی و کمترین مربع خطا83شکل شمارهی 4-13- بلوکهای مرحلهی بازتولید84شکل شمارهی4-14-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنهیI و Qبرابر با 05.084شکل شمارهی 4-14-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنهیI و Qبرابر با 05.084شکل شمارهی 4-15-الف- منحنی Peبر حسب SNRبرای عدم تعادل در دامنهیI و Q برابر با 1.085شکل شمارهی 4-15-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنهیI و Qبرابر با 1.085شکل شمارهی 4-16-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنهیI و Q برابر با 2.085شکل شمارهی 4-16-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در دامنهیI و Q برابر با 2.086شکل شمارهی 4-17-الف- منحنی Pe بر حسب SNRبرای عدم تعادل در فازI و Qبرابر با 02.0 86شکل شمارهی 4-17-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای عدم تعادل در فازI و Q برابر با 02.087شکل شمارهی 4-18-الف- منحنی Pe بر حسب SNRبرای عدم تعادل در فازI و Qبرابر با 03.087شکل شمارهی 4-18-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNRبرای عدم تعادل در فازI و Qبرابر با 03.087شکل شمارهی 4-19-الف- منحنی Pe بر حسب SNRبرای عدم تعادل در فازI و Qبرابر با 05.088شکل شمارهی 4-19-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNRبرای عدم تعادل در فازI و Qبرابر با 05.089شکل شمارهی 4-20- طیف فرکانسی OFDM89شکل شمارهی 4-21- فیلتر باترورث مورد استفاده89شکل شمارهی 4-22- منحنی CA-Loss بر حسب SNRبرای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای حالت فیلتر باترورث90شکل شمارهی 4-23-: فیلتر مورد استفاده با dB0.5 ریپل در باند عبور90شکل شمارهی 4-24- منحنی CA-Loss بر حسب SNRبرای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای فیلتر با dB0.5ریپل در باند عبور90شکل شمارهی 4-25- فیلتر مورد استفاده با dB1 ریپل در باند عبور91شکل شمارهی 4-26- منحنی CA-Loss بر حسب SNRبرای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای فیلتر با dB1ریپل در باند عبور91شکل شمارهی 4-27- فیلتر مورد استفاده با dB2 ریپل در باند عبور91شکل شمارهی 4-28- منحنی CA-Loss بر حسب SNRبرای عدم یکنواختی پاسخ فرکانسی در فرستنده برای فیلتر با dB2 ریپل در باند عبور92شکل شمارهی 4-29- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای آفست فرکانسی دقیق93شکل شمارهی 4-30- منحنی Pe بر حسب SNR بدون جبران f=4Hz∆0.001 آفست فرکانسی93شکل شمارهی 4-31- منحنی Pe بر حسب SNR بدون جبران f=24Hz∆0.006 آفست فرکانسی93شکل شمارهی 4-32- منحنی Pe بر حسب SNR بدون جبران f=40Hz∆0.01 آفست فرکانسی94شکل شمارهی 4-33- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای آفست فرکانسی دقیق و یک واحد اختلاف در آفست فرکانسی95شکل شمارهی 4-34-الف- منحنی Pe بر حسب SNR برای برای سنجش SER95شکل شمارهی 4-34-ب- منحنی CA-Loss بر حسب SNR برای برای سنجش SERفصل اول 1- مقدمه 1-1- مقدمهای بر رادار پسیو فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار میباشد. امواج رادیویی، امواج مغناطیسی میباشند که معمولا توسط آنتن منتشر میشوند. واژهی رادار (Radar)[1] از حروف اول چند کلمهی انگلیسی به معنای آشکارسازی و فاصلهیابی با استفاده از امواج رادیویی، ساخته شده است. این واژه که امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، همانند رادیو و تلویزیون یک اصطلاح بینالمللی شده است. با رادار ميتوان درون محيطي را كه براي چشم، غير قابل نفوذ است ديد مانند تاريكي، باران، مه، برف، غبار و ... . امواج رادیویی برد زیادی دارند، توسط انسانها قابل حس نیستند و کشف و دریافت آنها حتی هنگامی که ضعیف هم شدهاند به راحتی امکانپذیر است. بنابراین رادار دستگاهی است که به وسیلهی امواج رادیویی میتواند وجود شیئی را کشف و فاصلهی آن را تعیین نماید. سیستمهای راداری متداول از یک بخش فرستنده و گیرنده تشکیل میشوند که اغلب از یک آنتن برای ارسال و دریافت استفاده میکنند. اولین تجربه در مورد بازتابش امواج رادیویی توسط هرتز آلمانی در سال 1886 بهدست آمد. در سالهای 1920 تا 1930 پیشرفتهایی در جهت ساخت رادار با قابلیتهای تعیین فاصلهی اهداف صورت گرفت. در سال 1960 استفاده از رادارهای هوایی و فضایی توسعه یافت و علاوه بر کاربرد نظامی، جهت نقشهبرداری جغرافیایی و اکتشافات علمی و ... مورد استفاده قرار گرفتند. رادارها براساس محل قرار گرفتن فرستنده و گیرنده به رادارهای تکپایه[2]، دوپایه[3] و یا چندپایه تقسیم میشوند. رادارهای اولیه همگی دوپایه بودند. با پیشرفت تکنولوژی آنتنهایی ساخته شدند، که قادر بودند از فرستندگی به گیرندگی سوییچ نمایند. در سال 1936 رادارهای دوپایه جای خود را به رادارهای تکپایه دادند. اجزاء تشکیل دهنده سیستم رادار فرستنده، گیرنده آنتن وسیستمهای الکتریکی جهت ثبت و پردازش اطلاعات میباشد.از انواع رادارها، رادارهای پسیو میباشند. رادار پسیو را با نامهایPCL[4]و PBR[5]میشناسند]1[. رادار پسیو راداری دو پایه است که میتواند با استفاده از انواع فرستندههای مغتنم بدون اینکه خود مورد شناسایی قرارگیرد، به آشکارسازی اهداف بپردازد و اختلاف زمان بین سیگنالی که مستقیما از فرستنده دریافت میشود و سیگنالهایی را که در اثر تشعشع دریافت میشود را اندازه میگیرد این کار اجازه میدهد تا وضعیت هدف و تحرک آن مشخص گردد. فرستندههای متعدد آنالوگ و دیجیتال VHF رادیویی و UHF تلویزیونی موجود هستند که رادار پسیو میتواند از آنها به عنوان فرستندههای مغتنم استفاده کند.از مزایای رادارهای PBR میتوان به موارد زیر اشاره کرد:پایین بودن هزینهی نگهداری به دلیل نداشتن فرستنده، پایین بودن هزینهی ساخت، پنهانکاری راداری به علت نداشتن امواج ارسالی، اندازهی کوچکتر نسبت به رادارهای اکتیو، امکان ردیابی و مقابله با جنگندههای پنهانکار، غیرقابل ردیابی در مقابل موشکهای ضد تشعشع.