مخابرات سیار
تا دو دهه پیش سیستمهای مخابراتی بیسیم علاوه بر محدودیت در تنوع سیستم و سرویسهای ارائه شده بدلیل گرانی این سرویسها تنها استفاده كنندگان خاصی را داشتند. امروزه بواسطه پیشرفت فناوری این سیستمها دارای تنوع قابل توجهی خصوصاً در انواع سرویسهای ارائه شده، گشته اند و ارزانی نسبی این سرویسها باعث شده است دسته وسیعی از مردم جهان امكان استفاده از این سرویسها را داشته باشند.
تقاضای روز افزون برای استفاده از سیستمهای مخابراتی بیسیم نیاز به افزایش ظرفیت سیستمهای موجود و یا احیاناً ایجاد سیستمهای جدید را اجتناب ناپذیر می سازد. در این رابطه رشد سیستمهای مخابرات بیسیم سیار نمایانتر از رشد صنعت مخابرات در شاخه های دیگر میباشد.
از آنجائیكه بازارهای متعدد مخابرات سیار انتظار چنین تقاضای گسترده ای را نداشتند و از طرفی سطح خدمات مورد انتظار از شبكه كه محدود به خدمات صوتی بود ، بالاتر می رفت و نیاز به طراحی یک شبكه سیار با پوشش جهانی و خدمات چند رسانه ای با سرعت بالا، ضرورت تعریف استاندارد جهانی مخابرات سیار نسل سوم را ایجاد نمود.
بدلیل همین نیاز كمیسیون مجامع اروپائی (CEC) یک برنامه تحقیقاتی با نام RACE را در اوایل سال 1988 آغاز كرد. هدف این برنامه مطالعه و تحقیق بر روی تكنیكها و روش هایی برای پدید آوردن سیستمهای نسل سوم بود.

سیستم سیار نسل سوم در اروپا، UMTS یا سیستم مخابراتی سیار جهانی نام گرفت. همین ایده در اواسط دهه 80، در مجمع جهانی مخابرات یا ITU، نیز مطرح شد و نام

خرید متن کامل این پایان نامه :

 IMT-2000 برای سیستم نسل سوم انتخاب گردید.

1-2- تاریخچه و نسلهای ارتباطات سیار
1-2-1- نسل اول مخابرات سیار
بعلت امكان حركت مشتركین و ارتباط در هر زمان و هر مكان، مخابرات سیار یكی از بهترین ارتباطات حال حاضر برای ارائه خدمات به مشتركین می باشد كه بدون توجه به مكان و زمان مشترك و با یک دستگاه فرستنده و گیرنده سیار با شبكه ای ارتباط بر قرار می كند.

:
در میان روش های طراحی سیستم کنترل فیدبک چند متغیره، محققین روی طراحی مبتنی بر LQR بیشتر متمرکز شده اند زیرا دارا حاشیه دامنه بی نهایت و حاشیه فاز بیشتر از 60 درجه می باشد.
طراحی ماتریس های وزن دهی Q و R در توابع هزینه مربعی خطی وقتی از LQR استفاده می شود چندان ساده نیست. روش های متداول مبتنی بر تجربه های صنعتی و نیز روش سعی و خطا، پیچیدگی طراحی را به داخل پروسس می برد. بدین خاطر گاهی استفاده از الگوریتم ژنتیک و نیز استفاده از جایابی قطب برای طراحی ماتریس وزن دهی LQR پیشنهاد می گردد.
MOEA در میان روش های حل مسائل بهینه سازی با اهداف چند منظوره مزایای ویژه ای دارد و می تواند تعدادی جواب بهینه پارتو را در یک زمان به دست آورد. در سال های اخیر دو محقق چینی MOEA را بر پایه بهینه سازی با اهداف چند منظوره در حوزه کنترل به کار بردند و به نتایج تحقیقی ارزشمندی دست یافتند.
Qingliang و MOEA را برای کنترل هیبریدی H& / h3 به کار برد. که نتایجی بهتر از روش LMI به دست آورد. Zhenyu Zhou و MOEA را برای بهینه سازی پارامترهای کنترل FACTS به کار برد، که مشکل عملکرد هماهنگ تریستور جبران کننده سری کنترل شده و جبران کننده VAR ایستا را برطرف کرد. Bufu Huang و MOEA را برای بهینه سازی پارامترهای کنترل قدرت از سری وسائل الکتریکی هیبریدی به کار برد.
کارهای مفید دیگری نیز با بهره گرفتن از روش MOEA توسط A.Gambier و Low در صنایع مختلف انجام شده است.
1- ماتریس های وزن دهی Q و R در LQR
مدل خطی شده برای یک کلاس از سیستم غیرخطی چند ورودی – چند خروجی به صورت زیر است:
(x(t)=Ax(t)+Bu(t

(y(t)=Cx(t)+Du(t

خرید متن کامل این پایان نامه :

که (x(t و (y(t و (u(t به ترتیب بردار حالت با بعد m، بردار خروجی با بعد r و بردار ورودی با بعد n می باشد. A و B و C و D ماتریس های حالت می باشد و تابع هزینه مربعی خطی نیز به صورت زیر می باشد:
J=&0[xT(t)Qx(t)+uT(t)Ru(t)]dt
 Q ماتریس غیرمنفی متقارن با ابعاد m*m است که ماتریس وزن دهی به متغیرهای حالت X در تابع هزینه J می باشد. R ماتریس مثبت متقارن با ابعاد n*n می باشد که ماتریس وزن دهی به متغیرهای ورودی u در تابع هزینه J می باشد.
طبق روش LQR کنترلر بهینه که مقدار J توصیف شده در فرمول (2) را مینیمم می کند به صورت معادلات زیر می باشد:
u(t)=-kx(t
k=R-1BTP
k، نرخ کنترلر بهینه فیدبک حالت است و P ماتریس مثبت متقارن است که از حل معادله جبری ریکاتی معادله زیر به دست می آید:
PA+ATP+Q-PBR-1BTP=0
در ابتدا برای طراحی کنترلر بهینه، تابع هزینه مربعی J بایستی تشکیل شود. به این معنا که ابتدا بایستی ماتریس های وزن دهی Q و R طراحی گردند. با جایگزاری حل معادله (5) در معادله (4)، نرخ فیدبک حالت بهینه k و کنترل بهینه فراهم می شود. بدیهی است وقتی از روش LQR استفاده می شود نرخ فیدبک حالت بهینه k به وسیله ماتریس های وزن دهی Q و R قطعی می شود. بعلاوه موقعیت قطب های سیستم حلقه بسته و حیطه پاسخ زمانی تابع هزینه اساسا تحت تاثیر k می باشد. پس انتخاب ماتریس های وزن دهی Q و R در J نقشی مهم در فرایند طراحی کنترلر بهینه متناظر ایفا می کند.

:
در مخابرات سیار نیاز به اشتراک گذاشتن اطلاعات به صورت غنی تر در یک ارتباط فرد به فرد، احساس می شود. براساس تکنولوژی های IMS و SIP حوزه های موبایل و اینترنت به هم خواهند پیوست و به کاربران اجازه خواهند داد تا بتوانند با بهره گرفتن از ابزار با قابلیت عملیات متقابل، به محتویات دیجیتال امکان دسترسی، به اشتراک گذاشتن و… داشته باشد.
با بهره گرفتن از یک شبکه مبتنی بر IMS، اپراتورها قادر خواهند بود تا سرویس های جدید و بسیار سریع تر از قبل را نصب و معرفی کنند. امکانات جدید به راحتی می توانند اضافه شوند و هزینه های سرویس های جدید با توجه به اینکه دیگر نیازی به ساخت و راه اندازی شبکه های کاملا جداگانه و موازی برای پشتیبانی هر قسمت نیست، کاهش خواهد یافت.
استفاده از تکنولوژی IP در شبکه های مرکزی، مفاهیم سرویس جدید و همگرائی میان شبکه های سیار و ثابت را ممکن می سازد. دنیای شبکه و سرویس های همگرا موقعیت های بزرگی را برای اپراتورها فراهم می سازد و IMS یک عامل اصلی در تبدیل این موقعیت ها به موفقیت خواهد بود.
مطالبی که در این مبحث آورده شده است بدین صورت است که در فصل اول به معرفی اجمالی دو حوزه مخابرات سیار و اینترنت پرداخته و علت نیاز به IMS را بیان کرده ایم. در فصل دوم بعد از پرداختن به تاریخچه استانداردسازی IMS به معرفی و بررسی ساختار 3GPP و 3GPP2 اشاره کرده ایم.
در فصل سوم به معماری IMS پرداخته و قسمت های مورد نیاز در IMS را مورد بررسی قرار داده ایم.
فصل اول
تصویری از IMS: چه تصمیمی گرفته ایم؟
تصویری از IMS: هدف ما چیست؟

هدف شبکه های نسل 3 (G3) این است که دو نمونه بسیار موفق مخابرات را یکی کنند: شبکه های سلولی و اینترنت. IMS یک عنصر کلیدی در ساختار 3G می باشد که

خرید متن کامل این پایان نامه :

 دسترسی سلولی حاضر را به سرویس هایی که اینترنت تولید می کند، امکان پذیر می سازد.

در هر کجا که یک وسیله نسل سوم در اختیار داشته باشید می توانید از خودتان عکس بگیرید و به صفحات اینترنتی مورد علاقه خود دسترسی داشته باشید. E-mail های خود را چک کنید، یک فیلم ببینید و یا در یک ویدئو کنفرانس شرکت کنید. این نمایی از IMS است.
1-1- اینترنت
اینترنت قادر به ایجاد بسیاری از سرویس های جدید می باشد چرا که از پروتکل های باز استفاده می کند که در شبکه (web) برای هر ایجاد کننده سرویس، موجود می باشند.
داشتن علم گسترده ای در مورد پروتکل های اینترنت دارای مفهوم مهمی است: کسانی که سرویس های جدید را گسترش می دهند همان کسانی هستند که می خواهند از آنها استفاده کنند. برای مثال فردی را در نظر می گیریم که به بازی شطرنج علاقه دارد و می خواهد این بازی را در اینترنت انجام دهد. این کاربر قادر خواهد بود تا یک برنامه شطرنج طرح کند و با بهره گرفتن از یک پروتکل انتقال، آن را در اینترنت اجرا کند.
از سوی دیگر، اگر پروتکل ها باز نباشند و فقط تعداد محدودی به آنها دسترسی داشته باشند، کسی که برنامه شطرنج را طرح کرده است، فردی دارای علم زیاد در مورد پروتکل ها ولی کم درباره شطرنج می باشد. کار دشواری نیست که حدس بزنیم چه کسی بهترین برنامه شطرنج را طرح می کند: شطرنج بازی که می داند چه انتظاری از برنامه شطرنج دارد و یا متخصص پروتکل. در واقع این همان چیزی است که اینترنت به دست آورده است.
تعداد متخصصین پروتکل زیاد است به طوری که همیشه کسی وجود دارد که عضو یک گروه خاصی باشد (مثلا بازی شطرنج) و نیازهای گروه و پروتکل هایی را که احتیاج است را بشناسد.

سیستم تلفن موبایل GSM و سیستم تلفن ثابت PSTN از استانداردهای مختلفی برای کدکردن سیگنال گفتار استفاده می کنند بنابراین برای ارتباط بین این دو سیستم باید از یک مبدل کد مناسب استفاده شود.
در شبکه تلفن ثابت برای پردازش سیگنال گفتار از استاندارد G711/714 استفاده می شود. این استاندارد، روش کد کردن PCM با قانون A-Law را برای پردازش گفتار توصیه می کند. در این روش سیگنال گفتار آنالوگ با نرخ 8KSamples/s نمونه برداری شده و هر نمونه با یک کد 8 بیتی نمایش داده می شود بنابراین نرخ خروجی کد کننده های A-Law PCM و 64Kbits/s خواهد بود. موسسه استانداردهای مخابراتی اروپا برای کد کردن و فشرده سازی گفتار در شبکه موبایل GSM، چهار استاندارد مختلف را ارائه کرده است که عبارتند از:
Half Rate , Adaptive Multi Rate , Enhanced Full Rate , Full Rate
در حال حاضر برای شبکه موبایل GSM در ایران از استاندارد GSM 06.10 یا همان Full Rate استفاده می شود. استاندارد Full Rate، الگوریتم پردازش سیگنال RPE-LTP را برای کدکننده های گفتار توصیه کرده است. کد کننده های RPE-LTP یک فریم 160 نمونه ای را به یک فریم 260 بیتی تبدیل می کند با توجه به طول فریم 20ms، نرخ بیت خروجی کدکننده  13Kbits/s خواهد بود. الگوریتم RPE-LTP یک الگوریتم پردازش سیگنال پیچیده است و روال های مختلف پردازش سیگنال های دیجیتال نظیر فیلتر کردن، محاسبه همبستگی و خودبستگی، کوانتیزه کردن، كاهش و افزایش نرخ نمونه برداری و سایر روالهای پردازشی به طور گسترده در این الگوریتم مورد استفاده قرار می گیرد.

هدف این پروژه، طراحی سخت افزار و نرم افزار مناسب برای پیاده سازی و اجرای عملیات تبدیل کانال های صحبت پردازش شده با روش RPE-LTP، به کانال های صحبت

خرید متن کامل این پایان نامه :

 پردازش شده به روش A-Law PCM و بالعکس است. برای این منظور پس از انجام مطالعات و بررسی پردازشگرهای DSP مختلف یک برد DSP بر مبنای TMS320VC5402 طراحی گردید پس از آن نرم افزار مناسب بر مبنای GSM 06.10 پیاده سازی گردید.

فصل اول: آشنایی با پردازنده های DSP
1- پردازنده های DSP
پردازنده های DSP ریزپردازنده هایی هستند که برای انجام پردازش بر روی سیگنال های دیجیتالی طراحی شده اند. پردازش سیگنال های دیجیتال یکی از تکنولوژی های اصلی در گستره کاربردهای با رشد سریع نظیر مخابرات بی سیم، پردازش صوت و تصویر و کنترل صنعتی است. اولین چیپ DSP تجاری در اوایل دهه 1980 وارد بازار شد. با عمومیت یافتن کاربردهای DSP انواع مختلفی از پردازنده های DSP جدید با قابلیت های توسعه یافته هر روز روانه بازار می شود. آمارهای تجاری بیانگر فروش 6/2 میلیارد دلار پردازنده DSP در سال 2000 است و این رقم نسبت به سال ماقبل آن رشدی معادل 40 درصد داشته است. با رقابت شدید تولیدکنندگان برای گرفتن سهم بیشتری از این بازار پرمنفعت که منجر به تولید پردازنده های سریع تر و کاراتر خواهد شد، مهندسین طراح روز به روز از امکان انتخاب بهتری برخوردار خواهند شد. DSP های کنونی نیز بسیار قدرتمند و موثر هستند که در ادامه برخی از ویژگی های مهم و مشترک DSP های تجاری مختصرا شرح داده می شود.
1-1- ویژگی های پردازنده های DSP
بیشتر پردازنده های DSP – که در ادامه فقط DSP نامبرده می شود – دارای ویژگی های مشترکی هستند که موجب کارایی و قدرت عمل آنها در پردازش سیگنال های دیجیتال می گردد. یکی از مهمترین ویژگی های قابل ذکر، توانایی انجام یک یا چند عمل ضرب – انباشت (MAC) فقط در یک سیکل دستورالعمل است. عمل MAC در الگوریتم های پردازش سیگنال نظیر ضرب نقطه ای بردارها در فیلترهای دیجیتال، محاسبه همبستگی (Correlation) و تبدیل فوریه بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. برای دست یافتن به یک MAC تک سیکل، سازندگان DSP سخت افزار MAC را در مسیر باس های داده اصلی درون چیپ همانگونه که در شکل (1-1) نشان داده شده قرار داده اند.
بعضی از DSP های جدید از چندین واحد MAC استفاده می کنند در نتیجه عملیات MAC در آنها به صورت موازی انجام می شود. ویژگی مشترک دیگر در بین DSP ها توانایی دسترسی چندگانه به حافظه در یک سیکل دستورالعمل است. این خاصیت به پردازنده اجازه می دهد که در حین واکشی دستورالعمل، عملوندهای آن را از حافظه خوانده و یا نتیجه دستورالعمل قبلی را در حافظه ذخیره کند. مثلا برای محاسبه ضرب نقطه ای بردارها در یک فیلتر FIR، اغلب DSP ها همزمان با انجام عملیات MAC نمونه های داده و ضرایب را برای عملیات MAC بعدی از حافظه فراخوانی می کنند. چنین دستورالعمل هایی با قابلیت دسترسی چندگانه به حافظه اغلب با محدودیت های زیادی روبرو هستند. مثلا چندین مکان حافظه مورد دسترسی همزمان به غیر از یکی باید درون چیپ DSP باشند و یا دسترسی چندگانه فقط برای دستورالعمل های خاصی قابل اجرا می باشد. برای پشتیبانی از دسترسی چندگانه به مکان های حافظه، DSP ها چندین باس مختلف درون چیپ، حافظه های چند درگاهی (multi – port) و در برخی موارد بانک های حافظه مستقل از هم را فراهم می کنند.

از زمانی كه بحث مولدهای پراكنده در نقاط مختلف دنیا رواج یافته، تاكنون مباحث زیادی در این خصوص مفتوح مانده است و با توجه به جدید بودن ایده بكارگیری گسترده از این واحدها و نحوة مشاركت بخشهای غیر دولتی و همچنین نحوة حمایت دولت برای بهره برداری از آنها این بحث هنوز بصورت قانونی مدون استخراج نگردیده است. سازندگان اصلی این نوع مولدها همواره به دنبال كاهش هزینه های مربوط به طراحی، ساخت و خدمات پس از فروش بوده اند. در حال حاضر بدلیل بكارگیری تكنولوژیهای جدید، برخی از انواع این مولدها همچنان دارای سرمایه گذاری پایه اولیه بالایی بوده و قیمت تمام شده برق تولیدی آنها قابل رقابت با رویه های جاری نیست. بایستی توجه داشت كه این مولدها دارای امكانات و مشخصات ویژه ای هستند كه قیاس آنها را با سایر واحدهای تأمین كننده برق امكان پذیر می سازد. در حال رشدی معادل 4/7 درصد برای مصرف انرژی برق (بطور متوسط) در اكثر كشورهای جهان تعیین شده است. كه البته طبق اظهار نظر مسؤلان این روند در كشور، دارای رشد حدود 8% سالیانه است. با توجه به راندمان حدود 50% نیروگاه ها (سیكل تركیبی) و مد نظر قراردادن این موضوع كه تلفات ناشی از انتقال انرژی و توزیع آن رقمی معادل 10 الی 15 درصد را در بردارد تأمین مازاد نیاز انرژی به معنای استفاده فراوان از منابع انرژی فسیلی است.
جهت رفع این نقیصه استفاده از انرژیهای نو و تجدید پذیر و همچنین ایجاد یک الگوی مصرف مناسب به همراه تجدید ساختار در صنعت برق با بهره گیری از مولدهای پراكنده، راهكارهای با ارزش و مهم محسوب میشوند. در اكثر كشورهای جهان كه بهای انرژی دارای ارزش واقعی نیست مصرف بی رویه از آن هزینه های فراوانی در بردارد. در حال حاضر در كشور ما بدلیل ارزان بودن قیمت سوخت، علاوه بر عدم ارزش انرژی گرمائی تولیدی برای واحدها و مصارف مختلف، مصرف انرژی هنوز جایگاه واقعی خود را پیدا نكرده است. مولدهای پراكنده ای كه در ادامه از آنها صحبت به میان خواهد آمد علاوه بر حفظ منابع انرژی و جلوگیری از اتلاف آن، بدون داشتن آلاینده های زیست محیطی و صوتی شرایط حفظ محیط زیست را نیز فراهم می سازند.

از لحاظ بعد تاریخی تولید كننده های برق به صورت پراكنده بودند و به طور محلی مورد استفاده قرار می گرفتند. بعدها به دلایل اقتصادی و تكنیكی تمركز تولید بیشتر شد، تا به حالت امروزی در آمد. در عصر حاضر به دلایل متعددی تولید در حال تغییر ماهیت به تولید پراكنده می باشد. طبق پیش بینی انسیتیتو تحقیقات برق آمریكا تا سال 2010 حدود 25% تولید به صورت تولید پراكنده خواهد بود و نیز طبق پیش بینی مؤسسه گاز طبیعی آمریكا تا سال 2010 حدود 30% تولید به صورت پراكنده خواهد بود.

خرید متن کامل این پایان نامه :

در ادامه ما به بحث شرایط اقلیمی كشور ایران می پردازیم. كشور ایران 1648195 كیلومتر مربع وسعت دارد و در غرب قاره آسیا واقع شده و جزء كشورهای خاورمیانه محسوب می شود. در مجموع محیط ایران 8731 كیلومتر می باشد. حدود 90 درصد خاك ایران در محدوده فلات ایران واقع شده است. بنابراین ایران كشوری كوهستانی محسوب می شود. بیش از نیمی از مساحت ایران را كوه ها و ارتفاعات، یک چهارم را صحراها و كمتر از یک چهارم را اراضی قابل كشت تشكیل می دهند. ایران دارای آب و هوای متنوع و متفاوت است و با مقایسه نقاط كشور این تنوع را بخوبی می توان مشاهده كرد. میزان تفاوت و تركیب گوناگون عوامل اقلیمی كه خود ناشی از تفاوت موقعیت جغرافیایی مناطق مختلف است، حوزه های اقلیمی متفاوتی در جهان پدید آورده كه هر یک ویژگیهای خاصی دارد. محیط زیست، شهرها و حتی بناهای مربوط به این حوزه های اقلیمی، ویژگیهای خاصی متناسب با شرایط اقلیمی خود به دست آوردهاند. بدین منظور، نخست به تقسیمات اقلیمی در سطح جهان و ایران اشاره نموده و سپس به انتخاب ده شهر در مناطق مختلف اقلیمی ایران پرداخته میشود.
در ادامه به تعیین هزینه تولید برق از یک نیروگاه تولید پراکنده می پردازیم که یكی از عوامل مهم به هنگام استفاده از یک تکنولوژی DG، هزینه می باشد. بهرحال تعیین هزینه یک تكنولوژی DG اغلب پیچیده می باشد. علاوه بر هزینه یا سرمایه اولیه تجهیزات، نیروی كار و دیگر مخارج مربوط به نصب، بهره برداری و تعمییرات تجهیزات نیز وجود دارد. همچنین هزینه برق تولیدی توسط تكنولوژی DG می تواند برآورد و با قیمت موجود پرداخت شده برای برق شبكه قدرت مقایسه شود. هزینه تجهیزات برای تكنولوژیهای DG اغلب بر حسب هزینه آنها در هر كیلووات از برق تولیدی و یا دلار بر كیلووات، قیمت گذاری می گردد. برای انتخاب یكی از انواع مختلف نیروگاه های تولید پراکنده عوامل مختلفی وجود دارد تا مشخص شود كدام نیروگاه برای وضعیت ویژه مناسب تر می باشد. كه این عوامل در فصل چهارم به تفصیل تشریح گردیده است. در پایان با بهره گرفتن از نرم افزار HOMER به مدلسازی سیستمهای تولید پراکنده کوچک می پردازیم که این نرم افزار قابلیت انتخاب بهینه هیبرید انواع تولید پراکنده را دارا می باشد.