برآورد افست فرکانس حامل برای سیستم FDMA تک حامل مایمو (MIMO) در ارتباطات بی سیم

Carrier frequency offset estimation for MIMO single-carrier FDMA system in wireless communication

خلاصه
1- مقدمه
2- شکل گیری توالی CABZAR
3- مدل سیستم MIMO SC-FDMA
4- تحلیل نرخ خطای بیت (BER)
5- پیچیدگی محاسباتی
6- شبیه سازی و نتایج
7- نتیجه گیری
توضیح تعارض منافع
مراجع

چکیده

    سیستمهای مالتی پلکس حوزه فرکانس متعامد MIMO (چند ورودی- چند خروجی) و دسترسی چندگانه با تقسیم فرکانس متعامد تک کاناله (SC-FDMA) بسیار مستعد وقوع افست فرکانسی حامل (CFO) بین فرستنده و گیرنده هستند. در این مقاله، یک توالی جدید کهCAZBAR نامیده می شود ارائه شده است. CAZBAR پیشنهادی براساس توالی تصحیح اتوماتیک دامنه صفر ثابت (CAZAC) و توالی محدودمی باشد. توالی CAZBAR خود همبستگی بهتری با نقاط پیک بالاتر در نقطه شیفت صفر بدون موج نشان می دهد که تخمین افست فرکانس حامل در سیستمهای ارتباطی در مقایسه با سایر روشهای جبرانسازی بر حسب ریشه میانگین مربعی (MSE) تسهیل می کند. با استفاده توالی CAZBAR در سیستم ۲*۲ و ۴*۴ MIMO SC-FDMA، نرخ بیت خطا (BER) به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در BER= 10^(-2) ، کاهش SNR به میزان ۱۱dB و در سیستم ۲×۲ و به میزان ۷dB در سیستم ۴×۴ در مقایسه با دیگر توالیها قابل دستیابی می باشد که باعث بهبود کل سیستم MIMO SC-FDMA خواهد شد. توالی CAZBAR می تواند در روشهای ۵G در روشهای MIMO-ODFM و MIMO-SC-FDMA نیز اعمال شود.

شکل گیری توالی CABZAR
     توالی CABZAR پیشنهادی بر اساس هر دوی CAZAC و کد توالی محدود بنا نهاده شده است. توالی CAZAC کد پالس تغییر فاز می باشد که با خود همبستگی تناوبی صفر به جز تغییر صفر شناخته می شود. کد توالی محدود، یک سری محدود از مقادیر دیجیتال می باشد. با ضرب نمودن توالی CAZAC با نسخه تکرار شده یک طول مشخص از کد barker ،توالیCAZBAR تولید می شود. توالی CABZAR دارای تابع خود همبستگی در مقایسه با توالی CAZAC می باشد. این توالی می تواند در موارد مصرف مختلفی از قبیل سیستمهای رادار یا برای روش سنکرون سازی و تخمین فرکانس حامل در سیستمهای ارتباطی به کار رود. توالی CAZAC با استفاده از معادله (1) با L که طول توالیCAZAC می باشد و a یک عدد اول می باشد، شکل می گیرد.

     سپس خروجی ناشی از ضرب CAZAC با کد Barker ، با استفاده از FFT به دامنه فرکانسی تبدیل می شود تا برای سیستم OFDM مناسب باشد. توالی پیشنهادی از دو نیمه تشکیل شده است، اولین نیمه (A) کد CABZAR می باشد و نیمه دوم (B) مزدوج پیچیده معکوس A می باشد. در سمت دریافت کننده، تابع خود همبستگی بین سیگنال دریافتی و توالی محلی جهت تشخیص نقطه اوج سنکرون زمان به کار گرفته شده است. یک لیست از کدهای Barker با طولهای مختلف در جدول 1 نشان داده شده است.

     شکل بعدی 1-a تا 1-h خودهمبستگی CAZAC و خود همبستگی CAZBAR پیشنهادی با طول 4 و 2 که عملکردی بهتری در مقایسه با CAZAC دارد، نشان می دهد. با طول 2 مقدار ماکزیمم بعدی 0.04953 می باشد و با طول 4 ماکزیمم بعدی 0.04896 می باشد. در حالیکه ماکزیمم بعدی در CAZAC ، 0.1151 می باشد.

     در شکل 2، مقایسه عملکرد BER در MIMO SC-FDMA با استفاده ازCAZBAR با طول متفاوت کد Barker نمایش داده شده است. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، عملکرد BER تفاوت کمی در هنگام تغییر در طولBarker با مقدار L باشد. در BER=10^(-4)، SNR به مقدار 7.8dB بوسیله توالی CAZBAR با Barker به طول L=2 خواهد رسید، و با استفاده از L=7, 13 به مقدار 8.1dB خواهد رسید. تفاوتی بین این دو مقدار وجود ندارد.

کاربرد فن آوری جدید پردازش سیگنال دیجیتال مبتنی بر محاسبات ابری توزیع شده در مهندسی اطلاعات الکترونیک

Application of new digital signal processing technology based on distributed cloud computing in electronic information engineering

چکیده
1 مقدمه
2 کارهای مرتبط
3 چارچوب سیستم پردازش سیگنال دیجیتال مبتنی بر محاسبات ابری توزیع شده
3.1 مبانی کاربردی محاسبات ابری توزیع شده در پردازش سیگنال دیجیتال
3.2 ساخت چارچوب سیستم پردازش سیگنال دیجیتال
3.3 فرآیند عملکرد پردازش سیگنال دیجیتال عظیم در سیستم پردازش سیگنال دیجیتال
3.4 مراحل پیاده سازی تجزیه و تحلیل موثر اطلاعات و پردازش ابری در سیگنال دیجیتال
4 طراحی تجربی و تجزیه و تحلیل نتایج سیستم پردازش سیگنال دیجیتال
4.1 فرآیند طراحی آزمایشی سیستم پردازش سیگنال دیجیتال
4.2 نتایج تجربی و تجزیه و تحلیل سیستم پردازش سیگنال دیجیتال
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده

فن آوری سنتی پردازش سیگنال دیجیتال در مهندسی اطلاعات الکترونیکی، با مشکلات زیادی مانند داده های اضافی، استفاده کم از داده و غیره مواجه است. برای خاتمه دادن به این مسائل، این مقاله یک فن آوری پردازش سیگنال دیجیتال جدید مبتنی بر محاسبات ابری توزیع شده رادر مهندسی اطلاعات الکترونیکی پیشنهاد می‌کند. از جمع آوری داده ها، تجزیه و تحلیل داده ها، طبقه بندی داده ها، داده کاوی، ذخیره سازی موثر اطلاعات و سایر جنبه های سیگنال دیجیتال مرسوم از طریق تکیه بر روش محاسبات ابری توزیع شده و الگوریتمهای ردیابی گرادیان هوشمند برای دستیابی به پردازش کارآمد سیگنال دیجیتال، از استراتژی کنترل تناسبی مشتقی انتگرالی (PID) برای ارزیابی درجه هوشمندی هر پیوند در فن آوری پردازش سیگنال دیجیتال استفاده می شود. این روش می‌تواند مقررات تطبیقی جمع‌آوری و ذخیره‌سازی داده‌ها را در فرآیند پردازش سیگنال دیجیتال محقق سازد و تجزیه و تحلیل متنوع و تطبیق پذیری هوشمند را تحقق بخشد. با محاسبات ابری توزیع شده برای دستیابی به کنترل سریع ماژول ذخیره سازی سیستم، پایگاه داده ها می تواند بازدهی کار را بهبود بخشد، هزینه مصرف توان سیستم را در فرآیند عملیات داده کاهش دهد و بازدهی پردازش سیگنال دیجیتال را بهبود بخشد. نتایج تجربی نشان می دهد که سیستم پردازش سیگنال دیجیتال مبتنی بر محاسبات ابری توزیع شده و الگوریتم های ردیابی گرادیان هوشمند دارای مزایای راندمان محاسباتی بالا، دقت بالا و پایداری خوبی است.

1 مقدمه

در حال حاضر، بسیاری از شرکتهای مرتبط با مهندسی اطلاعات الکترونیکی از مشکلات راندمان پایین در فرآیند جمع‌آوری و ذخیره‌سازی داده‌های سیگنال دیجیتال تولید شده بطور روزانه، برخوردارند. دلیل اصلی این است که استفاده از روش های محاسباتی و استراتژیهای محاسباتی اساسی برای پیشرفت های بزرگ دشوار است (1). با توسعه فن آوری هوشمند، فن آوری پردازش سیگنال دیجیتال و فن آوری محاسبات ابری توزیع شده نیز به سرعت توسعه یافته و ساخته شده اند، و در پردازش داده های عظیم سیگنال دیجیتال مزایای محاسبات ابری توزیع شده آشکارتر شده است. آنها فرصت هایی را نیز برای بهبود جمع آوری داده های بزرگ و فن اوری ذخیره سازی فراهم می کنند. بهره وری و استخراج موثر داده ها به شاخص های مهمی برای قضاوت در مورد سطح پیشرفته سیستم های تجزیه و تحلیل داده های بزرگ تبدیل شده اند (2). بنابراین، چگونگی ایجاد یک سیستم کارآمد و هوشمند پردازش سیگنال دیجیتال از طریق فن آوری محاسبات ابری توزیع شده، به یک پیشرفت مهم در آینده تبدیل شده است (3).

5 نتیجه گیری

روش‌های متداول پردازش سیگنال دیجیتال، از مشکلاتی در رابطه با اثر جمع‌آوری ضعیف و سرعت پایین ذخیره‌سازی برخوردارند. این مقاله برای پایان دادن به این مشکلات، یک سیستم پردازش سیگنال دیجیتال جدید را بر اساس محاسبات ابری توزیع شده و الگوریتم‌های ردیابی گرادیان هوشمند پیشنهاد می‌کند. این مقاله چهار پارامتر مشخصه مربوط به کارایی پردازش سیگنال دیجیتال و تجزیه و تحلیل موثر داده ها را انتخاب کرده و یک سیستم پردازش سیگنال دیجیتال با راندمان بالا و هوشمندی بالا را طراحی کرده است. این سیستم می تواند مدیریت یکپارچه منابع عظیم داده ها را تحقق بخشد، و تجزیه و تحلیل تفاوت های محلی بین داده های پویا را با توجه به حل اهداف و قوانین غربالگری، در فرآیند محاسبات ابری توزیع شده به انجام برساند. سپس از الگوریتم های ردیابی گرادیان هوشمند برای تنظیم هوشمند برای تحقق تنظیم بازخورد و کنترل هوشمند سیستم پردازش سیگنال دیجیتال استفاده کرده است. در پایان، نتایج تجربی نشان می دهد که سیستم پردازش سیگنال دیجیتال مبتنی بر محاسبات ابری توزیع شده و الگوریتمهای ردیابی گرادیان هوشمند از مزایایی مانند سرعت جمع آوری بالا، سرعت در ذخیره سازی و پاسخ سریع برخوردار است که می تواند نقش موثری در توسعه و استفاده از داده های سیگنال دیجیتال در حوزه مهندسی اطلاعات الکترونیک داشته باشد. با این حال، این مطالعه فقط سرعت تجزیه و تحلیل و بازدهی پردازش را در نظر گرفته و بهینه سازی امنیت در فرآیند پردازش داده ها را در نظر نگرفته است، بنابراین می توان آن را بعدا بهینه سازی کرد.

Abstract

The traditional digital signal processing technology in electronic information engineering has many issues, such as redundant data, low data utilization and so on. To end these issues, this paper proposed a new digital signal processing technology based on distributed cloud computing in electronic information engineering. From the data collection, data analysis, data classification, data mining, effective information storage and other aspects of conventional digital signal, through relying on distributed cloud computing method and intelligent gradient tracking algorithms to achieve efficient processing of digital signal, Proportional Integral Derivative (PID) control strategy is used to evaluate the intelligence degree of each link in the digital signal processing technology. This method can realize the adaptive regulation of data collection and storage in the process of digital signal processing, and realize diversified analysis and intelligent matching. Through the distributed cloud computing to achieve the rapid control of the system storage module, so that the database can improve the work efficiency, reduce the power consumption cost of the system in the process of data operation, and improve the efficiency of digital signal processing. The experimental results show that the digital signal processing system based on distributed cloud computing and intelligent gradient tracking algorithms has the advantages of high computing efficiency, high accuracy and good stability. 1. Introduction

At present, most of the electronic information engineering related enterprises have problems of low efficiency in the process of collecting and storing digital signal data generated daily. The main reason is that the underlying calculation methods and calculation strategies are difficult to achieve major breakthroughs [1]. With the development of intelligent technology, digital signal processing technology and distributed cloud computing technology have also been rapidly developed and constructed, and in the processing of massive digital signal data, the advantages of distributed cloud computing have become more obvious. They also provide opportunities to improve the big data collection and storage technology. Efficiency and effective data extraction have become important indicators for judging the advanced level of big data analysis systems [2]. Therefore, how to establish an efficient and intelligent digital signal processing system through distributed cloud computing technology has become an important development in the future [3].

5 Conclusion

The common digital signal processing methods have the issues of poor collection effect and slow storage speed. To end these issues, this paper proposed a new digital signal processing system based on distributed cloud computing and intelligent gradient tracking algorithms. This paper selects four characteristic parameters related to the efficiency of digital signal processing and effective data analysis, and designs a digital signal processing system with high efficiency and high intelligence. The system can realize the unified management of massive data sources, and realize the analysis of local differences between dynamic data according to the solving objectives and screening rules in the process of distributed cloud computing, Then intelligent gradient tracking algorithms is used for intelligent regulation to realize feedback regulation and intelligent control of digital signal processing system. Finally, the experimental results show that the digital signal processing system based on distributed cloud computing and intelligent gradient tracking algorithms has the advantages of high collection speed, fast storage speed and fast response, which can play an effective role in the development and utilization of digital signal data in the field of electronic information engineering. However, this study only considers the analysis speed and processing efficiency, and does not consider the security optimization in the process of data processing, so it can be further optimized.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کاربرد فن آوری جدید پردازش سیگنال دیجیتال مبتنی بر محاسبات ابری توزیع شده در مهندسی اطلاعات الکترونیک

Application of new digital signal processing technology based on distributed cloud computing in electronic information engineering

هزینه تجزیه و تحلیل مالکیت باتری ها در خودروهای هیبریدی تمام الکتریکی و پلاگین

A cost of ownership analysis of batteries in all-electric and plug-in hybrid vehicles

چکیده

1 مقدمه

2 زمینه

3 مدل هزینه

4 نتایج

5 نتیجه گیری

منابع

چکیده

     تحول سریعتر خودروهای جاده ای از موتورهای سوخت سنتی به موتورهای برقی منجر به انجام تحقیقات گسترده و فزاینده درباره خودروهای برقی و زیرساخت های مرتبط با آنها (و توسعه آنها) گشته است. در همین زمینه در مقاله حاضر جنبه هزینه باتری ها را از دیدگاه مالک بررسی می کنیم. ما خصوصاً یک تحلیل از هزینه استفاده بهینه باتری ها را ارائه می دهیم تا نسبت هزینه-منفعت و فواصل زمانی تعویض باتری به حداکثر رسانده شود. به منظور تجزیه و تحلیل فرسایش باتری، آزمایشات مختلفی را برای خودروی برقی با باتری کامل (BEV) و خودروی برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) انجام دادیم. نتایج نشان داد که زمانی که خودرو در حالت پایداری شارژ قرار دارد باتری خودروی برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) دچار فرسایش بیشتری می شود؛ حالت پایداری شارژ به زمانی گفته می شود که از موتور احتراق استفاده می شود و توقف و حرکت مجدد زیادی در رانندگی رخ می دهد. از طرف دیگر، هزینه های فرسایش باتری خودروی برقی با باتری کامل (BEV) در هر سناریویی که پارامتر اصلی تأثیرگذار بر فرسایش باتری میانگین مسافت طی شده روزانه (بر حسب مایل) است، عموماً نزدیک به بهینه است.

زمینه
     اغلب خودروهای برقی (EV) را می توانیم در دو گروه بزرگ طبقه بندی کنیم: خودروهای برقی (باتری دار) و خودروهای برقی هیبریدی، که در گروه دوم هنوز هم موتور احتراق داخلی سنتی به عنوان منبع قدرت اصلی حفظ شده است. این گروه ها نیز به نوبه خود به زیرگروه هایی تقسیم می شوند. گروه اول زیرگروه های خودروهای برقی با باتری کامل (BEV) و خودروهای برقی با محدوده گسترش یافته (BEVx یا REEV) را شامل می گردد. گروه دوم نیز زیرگروه های خودروهای برقی تمام هیبریدی (FHEV یا HEV)، خودروهای برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) و خودروهای برقی نیمه هیبریدی (MHEV) را شامل می گردد (به ترتیب رنگ های سبز و آبی در شکل 1).

     همان طور که در پژوهش شرکت LMC Automotive با مسئولیت محدود (2021) گزارش شده است، تقاضای جهانی برای خودروهای برقی با باتری کامل (BEV)، خودروهای برقی تمام هیبریدی (FHEV) و خودروهای برقی نیمه هیبریدی (MHEV) عموماً به صورت یکنواخت تقسیم شده است اما تقاضا برای خودروهای برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) حدوداً نصف تقاضا برای خودروهای برقی با باتری کامل (BEV) یا خودروهای برقی نیمه هیبریدی (MHEV) است. با این حال این توزیع به علت رشد سالانه چشمگیر (نسبت به مدت مشابه در سال قبل) در تولید و فروش خودروهای برقی (EV) ممکن است به راحتی تغییر کند و بنابراین پیش بینی سهام بازار را دشوارتر سازد.

     در حقیقت یک خودروی برقی با محدوده گسترش یافته (BEVx) دارای یک واحد قدرت کمکی (APU) سوخت است تا ماکزیمم مسافت طی شده (بر حسب مایل) را گسترش دهد. با این حال یک خودروی برقی با محدوده گسترش یافته (BEVx) هنوز هم به عنوان یک خودروی برقی با باتری کامل شناخته می شود چون استفاده کردن از یک واحد کمکی یا گزینه ذخیره سازی برای شارژ کردن باتری در مواقع تخلبه بخش عمده باتری است، و یک شرایط کارکرد نرمال به حساب نمی آید

مجموعه ای از سلول های خورشیدی ریز چند پیوندی متصل شده توسط جوهرهای رسانا

Array of micro multijunction solar cells interconnected by conductive inks

چکیده

1. مقدمه

2. روش اتصال داخلی مستقیم چاپ جوهر نقره

3. نمونه اولیه با برد کامل

4. نتیجه گیری

منابع

چکیده

     فتوولتائیک ریز متمرکز (CPV میکرو) شامل کاهش اندازه مولفه های فناوری فتوولتائیک متمرکز معمولی (CPV) است که به همان اندازه بهره وری زیادی ایجاد می کند و هزینه های مواد و هزینه های تولید را کاهش می دهد. ما در این مقاله بر پیاده سازی روش های تولید با توان بالا برای اتصال داخلی سلول های خورشیدی تمرکز می کنیم. هدف این است که اتصال داخلی ناحیه بزرگی از هزاران سلول میکروسل با هزینه کم 3 یورو/مترمربع را فعال کنیم. اولین نمونه تولید می شود، چند سلول خورشیدی 1 〖mm〗^2 از طریق چاپ مستقیم بر روی پد های تماس جلویی به هم متصل می شوند. این نتیجه یک لایه شیشه ای با اندازه 190 × 145〖mm〗^2 است که یک مدار کاملا چاپ شده 12 سطر را به هم متصل می کند که هر سطر شامل 11 سلول خورشیدی چند پیوندی به صورت موازی است. عامل پرشدگی (FF) برد کامل 76% در 214 سان است.

روش اتصال داخلی مستقیم چاپ جوهر نقره
     روش پیشنهادی اتصال داخلی چاپ مستقیم (DPIM) از دو ماده برای اتصال جلویی استفاده می کند، یک دی الکتریک اپوکسی برای عایق جانبی سلول خورشیدی برای جلوگیری از شارش کوتاه و جوهر نقره رسانا که بر روی پدهای اتصال جلویی سلول های خورشیدی چاپ می شود تا بر روی صفحه شیشه ردیابی شود. یک شماتیک از این رویکرد در شکل 2 نشان داده می شود.
برای DPIM سلول های خورشیدی، مرحله به مرحله به صورت زیر خواهد بود:

1- چاپ اسکرین اتصال داخلی بر روی برد شیشه ای ردیابی می شود و در دماهای کمتر از 100 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود
2- گذاشتن و برداشتن سلول های خورشیدی و لحیم کاری فرونشینی برای تماس الکتریکی و چسبندگی
3- چاپ سرنگ دی الکتریک در اطراف سلول های خورشیدی برای عایق الکتریکی سلول خورشیدی جانبی و حرارت دهی نور ماورابنفش دی الکتریک. این مرحله در صورتی قابل حذف خواهد بود که مهره ها به صورت الکتریکی عایق شوند
4- چاپ اسکرین لایه اتصال داخلی نهایی با جوهر نقره اپوکسی و افزایش دما

     همانطور که مشاهده شد، این روش تنها شامل چند مرحله بدون استفاده از هیچ مولفه اضافی است، اما شامل زیرلایه واضح، سلول های خورشیدی و جوهر ها می شود. در صورتی از مرحله 3 اجتناب می شود که عایق جانبی مهره ها در طول تولید سلول ها حاصل شود، این فرایند حتی با تجهیزات کمتر ضروری ساده سازی می شود.چالش های مربوط به DPIM اولین هستند، عایق موفق جانبی سلول خورشیدی؛ و دوم تراز کامل اسکرین با صفحه سلول خورشیدی. ناحیه پدهای تماس اختصاص یافته تنها 100×100 〖μm〗^2 است که منجر به تلرانس بسیار سخت برای چاپ اسکرین 20 μm می شود. این تلرانس برای تضمین یک تماس اهرمی خوب بین جوهر نقره و پدها و برای اجتناب از هاشورزنی بسیار زیاد ناحیه فعال سلول خورشیدی قابل پذیرش است. چاپ اسکرین در مقیاس بزرگ امکان خط هایی با عرض 70 μm را فراهم می کند [17]. این روش هنوز هم برای دستگاه های کوچکتر با ضلع بیش از 500 μm (پدهای 50 μm) با طرح فلزپوشانی جلویی مشابه اما با اتلاف سایه زنی زیاد قابل اجرا است. تغییر این طرح برای یک ناحیه اتصال واحد بعنوان مثال یک باس بار بزرگتر قابل اجرا است. اگر به استفاده از سلول های خورشیدی کوچکتر <500 میکرومترنیاز باشد، اجرای چاپ اسکرین دشوار خواهد بود. آیا یک فناوری چاپ دقیق تر باید استفاده شود [17]، یا طرح متالیک جلویی سلول خورشیدی باید ناحیه ضروری برای DPIM [16] را با پذیرش کاهش ناحیه فعال رها کند.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی