利用多輸入多輸出和中繼器來提升通訊品質之研究
學年 101
學期 2
出版(發表)日期 2013-06-01
作品名稱 利用多輸入多輸出和中繼器來提升通訊品質之研究
作品名稱(其他語言) Quality Improvement of Communication Systems by Multiple-Input Multiple-Output and Relays
著者 廖書漢
單位
出版者 淡江大學
著錄名稱、卷期、頁數 淡江大學電機工程學系博士班學位論文
摘要 本論文之研究目的以多輸入多輸出和中繼器來提升通訊品質之研究。利用射線彈跳追蹤法(Shooting and Bouncing Ray/Image Techniques, SBR/Image Techniques),求得超寬頻(Ultra Wideband, UWB)通訊與無線區域網路(Wireless Local Area Network, WLAN)系統的通道特性參數。第一部份研究求得多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) WLAN系統在六種不同走道的頻率響應和脈衝響應,並去計算和比較MIMO-WLAN系統的通道特性。這六種不同的走道分別為:1.矩形截面直線走道、2.矩形截面圓弧走道、3.拱門截面直線走道、4.拱門截面圓弧走道、5.矩形截面L形走道、6.矩形截面T形走道。若SNR定義為接收機前端之信號平均功率對雜訊功率的比值,從模擬結果得到T形走道的通道容量最大,且矩形截面走道的通道容量普遍大於弧形截面的走道。 第二部份以基因演算法(Genetic Algorithms, GA)、粒子群聚最佳化法(Particle Swarm Optimization, PSO)、非同步粒子群聚最佳化法(Asynchronous Particle Swarm Optimization, APSO)與動態差異型演化法(Dynamic Differential Evolution, DDE)來最佳化室內MIMO-WLAN通訊系統之發射天線位置。計算出發射天線與接收天線間之通道頻率響應,並求出通訊過程中的通道容量。將演算法和射線彈跳追蹤法結合模擬複雜環境。藉由模擬去計算MIMO-WLAN系統在真實環境下之通道容量。以演算法找到最佳發射天線位置,使系統的通道容量提升。選用適當發射天線的位置預測無線電波傳輸時的特性,可以提升通訊品質。 第三部份研究的目標是希望透過找到最佳發射與中繼天線位置,使系統的錯誤率降低。利用GA、PSO、APSO與DDE演算法最佳化室內的發射與中繼天線位置,探討在UWB系統通訊下對位元錯誤率、失效率的影響。數值結果顯示,此研究結果能幫助通訊品質改善,使其每個接收點位元錯誤率能達到標準。 第四部份研究同頻干擾(Co-Channel Interference, CCI)對MIMO-WLAN系統通道容量的影響。首先,在MIMO-WLAN系統中,計算出有無同頻干擾情況下其通道容量,其中,干擾源包括單一干擾和多根干擾。其次,使用均勻線性陣列(Uniform Linear Array, ULA)天線和極化分集陣列(Polarization Diversity Array, PDA)天線,來探討對於系統通道容量的影響。在MIMO-WLAN中傳送端、接收端和多個同頻干擾皆採用此兩種天線陣列探討。研究結果顯示,沒有同頻干擾的情況下,均勻線性陣列天線相較於極化分集陣列天線的通道容量高。有同頻干擾時,極化分集陣列天線的通道容量比均勻線性陣列天線高。
關鍵字 超寬頻;無線區域網路;射線彈跳追蹤法;多輸入多輸出;通道容量;基因演算法;粒子群聚最佳化法;非同步粒子群聚最佳化法;動態差異型演化法;錯誤率;二位元脈衝振幅調變;同頻干擾;均勻線性陣列;極化分集陣列;Ultra Wide Band;Wireless Local Area Network;Shooting And Bouncing Ray/Image;Multiple-Input Multiple-Output;Channel Capacity;Genetic Algorithm;Particle Swarm Optimization;Asynchronous Particle Swarm Optimization;Dynamic Differential Evolution;Bit Error Rate;Binary Pulse Amplitude Modulation;Co-Channel Interference;Uniform Linear Array;Polarization Diversity Array
語言 zh_TW
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機構典藏連結 ( http://tkuir.lib.tku.edu.tw:8080/dspace/handle/987654321/116873 )