طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون سیستم آشوب گونه با مدل نامعین و کاربرد آن در افزایش ضریب امنیتی مخابره اطلاعات
اختصاصی از یارا فایل طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون سیستم آشوب گونه با مدل نامعین و کاربرد آن در افزایش ضریب امنیتی مخابره اطلاعات دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
چکیده:
روشهای نوین رمزگذاری (Coding) اطلاعات و کاربرد آنها در مخابره امن (Secure Communication) امروزه اهمیت فراوانی یافته و توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در این میان روشی ارجح است که دارای کیفیت مناسبی بوده و امنیت بالاتری را برای سیستم ایجاد نماید.یکی از روشهایی که در چند دهه اخیر برای این منظور پیشنهاد شده و مورد بررسی تجزیه و تحلیل قرارگرفته است، بهره گیری از سیستمهای آشوبگون و روشهای کنترلی این سیستمها به خصوص کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب برای رمزنگاری اطلاعات میباشد؛ در این روش با استفاده از خصوصیات منحصر بفردی که پدیده ها و سیستمهای آشوبناک دارند – مانند حساست بالا به شرایط اولیه و تغییرات پارامترها – میتوان امنیت خوب و قابل قبولی را در مخابره اطلاعات فراهم نمود.
هدف از این پروژه طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب و بهره گیری از آن در افزایش ضریب امنیتی مخابره و انتقال اطلاعات بوده است که از سیستمهای آشوب چوا (Chua) ولو (Lu) برای رمزنگاری اطلاعات و از روش سویچینگ بین نواحی جذب آشوب – CSK – برای پنهان سازی و انتقال اطلاعات استفاده شده است.
همانطور که گفته شد و خواهیم دید از دو سیستم برای تولید آشوب استفاده شده که یکی از آنها (فرستنده) اطلاعات را رمزگذاری کرده و سیستم دیگر (گیرنده) براساس سنکرون بودن دو سیستم، اطلاعات را بازیابی می کند. همچنین مدارهایی برای تبدیل سیگنال پیام به سیگنالهای آشوب و همجنین مدارهایی برای بازیافت سیگنال ماسک شده انتقالی معرفی می گردد.
مقدمه:
در این پروژه در ابتدا برای آشنایی هر چه بیشتر با مطالب موجود، سعی بر ارائه تعاریف پایه و مفاهیم عمومی در زمینه آشوب و کنترل و سنکرونیزاسیون تطبیقی سیستم های Chaotic گردید. مثل تعریف دینامیک غیرخطی آشوب و تعریف مربوط به روشهای سنکرونیزاسیون که در ادامه نیز اشارهای بسیار مختصر به آن می شود.
از مهمترین شناسه های سیستم آشوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- حساسیت بسیار بالا به شرایط اولیه
2- حساسیت بسیار بالا به تغییر پارامترهای سیستم
3- تأثیر فیدبک خروجی بر ادامه فعالیتهای سیستم
با آغاز بحث آشوب در سیستمهای غیرخطی و کنترل آن، روشها و نظریات و تئوریهای کنترلی گوناگونی اعم از خطی و غیرخطی در این زمینه پیشنهاد و ارائه گردید؛ نظیر:
– کنترل فیدبک خطی
– کنترل فیدبک با تأخیر زمانی
– کنترل بازگشتی یا Back Stepping Control
– متغیرهای لغزشی و…
یکی از مباحث مطرح شده در زمینه فوق، مبحث کنترل تطبیقی و یکسان سازی سیستمهای آشوب است که کماکان مسائل زیادی را برای طرح و تحقیق و ارائه در خود جای داده است.
تحقیقات و بررسیهای بسیاری در زمینه کنترل تطبیقی و یکسان سازی سیستمهای دینامیکی آشوب صورت گرفت و نتایج مطلوبی حاصل گردید که در اغلب آنها “روش کنترل تطبیقی، “تئوری پایداری لیاپانف”، “طراحی تخمینگر پارامترهای مجهول” و… نقش محوری را بر عهده داشتند.
Chen,Ch.Hua,Pikovsky,Fradkov,Coworker و… ازجمله محققانی بوده اند که تلاشهای بسیاری در زمینه تجزیه و تحلیل موضوع مورد اشاره انجام دادند که نتایج بررسیهای برخی از این محققین ارائه و روشهای بکار گرفته شده توسط هر کدام که گاه باهم شباهتها و تفاوتهایی داشتند با یکدیگر مقایسه گردید.از این موارد می توان نمونه های زیر را نام برد:
– پیاده سازی قانون کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب به سیتمهایی نظیر Arneodo
– طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون سیتم آشوب Chen (کلیه پارامترها نامعین)
– شناسایی پارامتر و کنترل سیستم Unified Chaotic با دیدگاه کنترل تطبیقی
– اعمال روش قانون کنترل تطبیقی سنکرونیزاسیون سیستم unified با سویچ متناوب پیوسته تأخیردار
– طراحی و پیاده سازی کنترل کننده تطبیقی خالص برای سنکرونیزاسیون سیستم لرنز
در تمام این موارد نتایج شبیه سازی ارائه شده، مهر تأییدی بر اجرای موفق طراحی ها بود.
بعد از آشنایی مقدماتی در واقع تعریف مسأله در زمینه سنکرونیزاسون تطبیقی آشوب بصورت زیر مطرح گردید:
با توجه به اینکه سنکرونیزاسیون تطبیقی آشوب به معنای طراحی قانون کنترل بر اساس روش تطبیقی با هدف یکسان و همانند سازی دو سیستم آشوب یکسان (که اغلب با نامهای Drive & Response Systems و یا Master & Slave Systems معرفی می شوند) با شرایط اولیه مختلف یا یکسان سازی دو سیستم آشوب با دینامیک مختلف می باشد:
“چگونه قانون کنترل u براساس روش کنترل تطبیقی با هدف سنکرونیزاسیون سیستمهای آشوب گونه -که در حقیقت یکسان سازی سیستمهای غیرخطی آشوب با مدل نامعین(با پارامترهای مجهول) با دینامیک یکسان و شرایط اولیه مختلف یا با ساختار دینامیکی متفاوت و به فرم کلی x(t)=A.x(t)+f(x در ناحیه پایداری آنهامی باشد، طراحی و پیاده سازی شود؟”
در واقع طراحی قانون کنترل تطبیقی برای سنکرونیزاسیون را می توان به دو دسته طبقه بندی کرد:
1- طراحی که نیاز به مدل دقیق ریاضی و مشخص سیستم دارد و کنترل طراحی شده اغلب ساده است.
2- طراحی قانون کنترل برای سیستمهایی که همه یا بخشی از اطلاعات مربوط به سیستم ناشناخته و نامعین (مجهول) می باشد که معمولا منجر به طراحی یک قانون کنترل پیچیده می گردد.
با توجه به اینکه در کاربردهای عملی، اغلب مدل ریاضی دقیق سیستم قابل دسترس نمی باشد لذا علاقه محققان به اجرایی ساختن کنترل کننده های موثر و ساده افزایش پیدا کرده و توجه فراوانی را معطوف خود داشته است.
تعداد صفحه : 159
دانلود پایان نامه بررسی و شبیه سازی الگوریتم های سنکرونیزاسیون در سیستم های OFDM
اختصاصی از یارا فایل دانلود پایان نامه بررسی و شبیه سازی الگوریتم های سنکرونیزاسیون در سیستم های OFDM دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
بررسی و شبیه سازی الگوریتم های سنکرونیزاسیون در سیستم های OFDM
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:PDF
تعداد صفحه:148
فهرست مطالب :
چکیده ....................................................................... ١
مقدمه................................................................. ٢
فصل اول-کلیات...................................................................... ٧
١- مقدمه............................................................................... ٨ -١
٢- پارامترهای انتشار رادیویی .......................................................... ٨ -١
١- تضعیف................................................................................. ٨ -٢-١
٢- پدیده فیدینگ ریلی................................................... ١٠ -٢-١
٣- فیدینگ ناشی از انتخاب فرکانس.............................................. ١١ -٢-١
۴- گسترش تأخیر ............................................................... ١٢ -٢-١
۵- شیفت داپلر............................................................................... ١٣ -٢-١
٣- انتشار چندمسیره.............................................................................. ١۴ -١
١- پارامترهای کانال چند مسیره.................................................. ١٨ -٣-١
۴- ساختار سیستم های چند حاملی.................................................. ٢٣ -١
۵- تعامد حاملها................................................................................. ٢٧ -١
٣٠........................................... OFDM فصل دوم- معرفی و پیاده سازی
٣١.......................................................................... OFDM ١- تاریخچه -٢
٣۴........................................................................OFDM ٢- اصول اساسی -٢
٣۶.....................................................OFDM ٣- مدولاتور و دمدولاتور -٢
با استفاده از تبدیل فوریه گسسته........................... ٣٩ OFDM ۴- پیاده سازی -٢
۵- فاصله زمانی محافظ......................................................................... ۴٣ -٢
۶- پنجره بندی............................................................................... ۴٩ -٢
٧- همزمانی .......................................................... ۵٣ -٢
۵٧........................................................OFDM ٨- فرستنده و گیرنده سیستم -٢
٩- تخمین کانال................................................................... ۵٩ -٢
با سیستم های تک حاملی ..................................... ۶٣ OFDM ١٠ - مقایسه -٢
۶٣......................................................... OFDM ١- مزایای -١٠-٢
۶۵............................................................OFDM ٢- معایب -١٠-٢
۶٧................................................... OFDM فصل سوم- سنکرونیزاسیون در
١- مقدمه................................................................... ۶٨ -٣
۶٨......................... OFDM ٢- خلاصه ای از سنکرونیزاسیون در سیستم های -٣
۶٨.............................OFDM ١- انواع سنکرونیزاسیون در سیستم های -٢-٣
٢- تکنیک های سنکرونیزاسیون در سیستم انتقال پیوسته و سیستم بسته ای............. ۶٩ -٢-٣
٣- سنکرونیزاسیون زمانی سمبل ........................................... ٧٠ -٣
١- سنکرونیزاسیون زمانی نیمه دقیق سمبل در سیستم پیوسته........................ ٧١ -٣-٣
٢- سنکرونیزاسیون زمانی دقیق سمبل در سیستم پیوسته................................. ٧٣ -٣-٣
٣- سنکرونیزاسیون زمانی سمبل در سیستم بسته ای.................................... ٧٣ -٣-٣
۴- مدل کنترلی سنکرونیزاسیون زمانی سمبل....................................... ٧۴ -٣-٣
۴- سنکرونیزاسیون فرکانسی حامل ................................................. ٧۴ -٣
١- الگوریتم های بازیافت فرکانسی حامل.......................................... ٧۶ -۴-٣
٢- اجزاء انحراف فرکانسی حامل ................................................ ٧٩ -۴-٣
١- قسمت صحیح انحراف فرکانسی حامل ............................... ٨٠ -٢-۴-٣
٢- قسمت اعشاری نیمه دقیق انحراف فرکانسی حامل............................. ٨١ -٢-۴-٣
٣- قسمت اعشاری دقیق انحراف فرکانسی حامل........................... ٨٢ -٢-۴-٣
۴- قسمت کنترلی انحراف فرکانسی حامل............................................ ٨٢ -٢-۴-٣
۵- انحراف فرکانسی حامل در سیستم انتقال بسته ای............................ ٨٢ -٢-۴-٣
۵- سنکرونیزاسیون کلاک نمونه برداری....................................... ٨٣ -٣
۶- الگوریتم های تخمین توأم ................................................... ٨۵ -٣
٨٧....................................OFDM فصل چهارم- مقدمات شبیه سازی یک سیستم
١- مقدمه ................................................................................ ٨٨ -۴
با استفاده از شبیه سازی کامپیوتر ی ..................... ٨٨ OFDM ٢- پیکر بندی یک سیستم -۴
٩۴................................... (AWGN) ٣- شبیه سازی نویز سفید گوسی جمعی -۴
٩٧................................................................................ attn ١- محاسبة -٣-۴
۴- شبیه سازی کانال فیدینگ ریلی ............................................................ ٩٨ -۴
و بررسی سنکرونیزاسیون .................. ١٠٢ OFDM
فصل پنجم- شبیه سازی سیستم
١- مقدمه ........................................................................................ ١٠٣ -۵
٢- پارامتر های شبیه سازی ................................................ ١٠٣ -۵
٣- الگوریتم تخمین همزمانی سمبل با استفاده از پیشوند تناوبی وشبیه سازی آن .......... ١٠٧ -۵
۴- الگوریتم تخمین همزمانی سمبل با استفاده از سمبل آموزشی وشبیه سازی آن ........... ١٠٩ -۵
۵- روش بهبود یافته تخمین همزمانی سمبل با استفاده از سمبل آموزشی ویژه وشبیه سازی آن... ١١٣ -۵
فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادها ....................................................... ١١٨
١- نتیجه گیری ........................................................ ١١٩ -۶
٢- پیشنهادها ........................................................ ١٢١ -۶
علائم اختصاری........................................................................ ١٢٣
منابع فارسی............................................................................... ١٢٨
منابع لاتین ................................................................................... ١٢٩
چکیده انگلیسی............................................................... ١٣٢
چکیده :
انتشار چند مسیره از مهمترین عوامل محدود کننده ارسال اطلاعات با نرخ بیت بالاست. OFDM یکی از مناسبترین تکنیک های ارسال با نرخ بیت بالا از طریق کانال های انتخابگر فرکانسی است که با تقسیم سمبل های ارسالی بین چندین زیر حامل وارسال همزمان آنها در مقابله با انتشار چند مسیره بسیار مقاوم وکاراست. با رشد روز افزون سیستم های پرظرفیت، کاربردهای این تکنیک روز به روز افزایش می یابد. با این حال روش OFDM مشکلاتی از قبیل حساسسیت به خطاهای همزمانی فرکانسی و زمانی و نویز فاز و بزرگی نسبت حداکثرتوان به توان متوسط (PAPR) را نیز به همراه دارد.
سنکرونیزاسیون مهمترین موضوع در تمام سیستمهای مخابرات دیجیتال خصوصاً در سیستم های OFDM است. خطاهای سنکرونیزاسیون نه تنها باعث تداخل بین سمبلها (ISI) می شود بلکه باعث تداخل بین حاملها (ICI) نیز می شود. در این پروژه ابتدا به معرفی سیستم OFDM می پردازیم سپس مشکلات عدم همزمانی در OFDM و انواع سنکرونیزاسیون در OFDM را بیان می کنیم. در نهایت به بررسی و شبیه سازی الگوریتم تخمین همزمانی سمبل بااستفاده از پیشوند تناوبی می پردازیم و بعد الگوریتم تخمین همزمانی سمبل با استفاده از سمبل آموزشی ویژه را شبیه سازی می کنیم. برای این کار ابتدا به معرفی یک متریک زمانی برای سمبل آموزشی ویژه می پردازیم و با استفاده از آن نقطه شروع سمبل OFDM را به دست می آوریم. سپس با اصلاح متریک زمانی که منجر به تعریف متریک زمانی دوم می شود سطح نامشخص تخمین انحراف زمانی را کاهش می دهیم. همچنین عملکرد بهتر روش سنکرونیزاسیون زمانی دوم نسبت به روش اول با نمودارهای BER و SER برحسب SNR های مختلف بررسی شده است.
دورنمای مخابرات نایل شدن به تکنیک هایی است که نرخ انتقال بالای اطلاعات را در محیط های مختلف بی سیم فراهم آورد. این محیط ها می توانند شامل مشخصه های چند مسیرگی، فیدینگ، نویز جمع شونده، و بالاخره تغییرات زمانی کانال و یا به عبارتی شیفت داپلر باشند. امواج الکترومغناطیسی با مشخصه های مناسب انتشار در فضا، امکان ایجاد ارتباط بی سیم را تا مسافتهای چندین کیلومتری با سرعت و پهنای باند مختلف فراهم می کنند. سیستمهای پخش گسترده رادیویی و تلویزیونی با برد بالا نمونه هایی از کاربرد چنین سیستم هایی هستند. نسل اول سیستمهای بی سیم (بخصوص مخابرات سیار) تا سال 1990، به منظور ایجاد ارتباط صوتی و ارسال داده با حداکثر نرخ بیت 2.4kbps استفاده می شد. درچند سال اخیر مخابرات بی سیم رشد چشم گیری داشته است. نرخ رو به رشد فناوریهای تلفنهای سیار، شبکه های WLAN و اینترنت موجب افزایش تقاضا جهت کسب ظرفیت بالا در شبکه های بی سیم گشته است. در حال حاضر اکثر سیستم های WLAN از استاندارد IEEE802.11 استفاده می کنند که حداکثر نرخ داده ای به اندازه 11Mbps را ارائه می دهند. استاندارد های جدیدتر WLAN مثل IEEE 802.11.a که مبتنی بر فناوری OFDM هستند نرخ داده های بالاتر از 54Mbps را حمایت می کنند. درآینده نه چندان دور سیستم های WLAN به پهنای باندی بیشتر از 100Mbps نیازمند خواهند بود. بنابراین اصلاح طیفی و افزایش ظرفیت داده در سیستم های OFDM در کاربردهای WLAN بسیار با اهمیت است. همگرایی سرویس های دسترسی به اینترنت و فناوری مخابرات سیار با کاربردهای چند رسانه ای صوت و تصویر کیفیت بالا در آینده نزدیک دیده می شود. مخابرات سیار نسل دوم (2G) مانند GSM سرعت های خیلی پایینی برای ارسال داده (9.6 – 14.4 kbps) فراهم آورده و هزینه بالایی در بر دارند که در نتیجه، سودمندی این سرویس را کاهش می دهد. هدف مخابرات سیار نسل سوم و چهارم فراهم آوردن محدوده وسیعی از سرویس ها با نرخ داده بالا از قبیل ارائه سرویس های صوتی و تصویری باکیفیت بالا روی مخابرات سیار ، تلفن های تصویری و دسترسی پرسرعت به اینترنت است. سیستم های مخابرات سیار نسل سوم (3G) مانند UMTS نرخ داده بالاتری (64kbps-2Mbps) نسبت به مخابرات سیار های نسل دوم مانند IS-95 و GSM ارائه می دهند. همچنین سیستم مخابرات سیار نسل دوم فقط جهت سرویس های صوتی منظور شده است در حالی که سیستم مخابرات سیار نسل سوم به سرویس های داده علاوه بر صوت تمایل دارد. سیستم مخابرات سیار نسل سوم از W-CDMA به عنوان روش مدولاسیون استفاده می کند. این مدولاسیون مقاومت خوبی در برابر اثرات چند مسیری داشته و همچنین نرخ داده انعطاف پذیر و راندمان طیف بالائی را داراست. نرخ داده بالاتر سبب ایجاد سرویس های جدیدتر از قبیل ارتباط بی سیم کامپیوترها، گزارش گیری از راه دور، دوربین های بی سیم مبتنی بر web و سیستم های هدایتگر اتومبیل روی اتصال دائمی شبکه، شده است.
تقاضای استفاده از طیف رادیویی به شدت در حال افزایش است و سیستم های مخابرات سیار زمینی فقط یکی از چند کاربرد رقیب برای پهنای باند مقتضی هستند. این کاربردها نیازمند بودند که سیستم رادیویی مربوطه به صورت مطمئن محیط های با دید غیرمستقیم (NLOS) با فاصله انتشار 0.5-30Km و سرعتی حدود 100km/hr یا بیشتر را حمایت کند و چنانچه در فرکانسی بالای فرکانس مربوطه عمل شود افت مسیر زیادی خواهیم داشت و همچنین شیفت داپلر بالاتر، در سرعت های بالا نیز اضافه خواهد شد. از محدودیت های مهم سیستم مخابرات سیار نسل سوم ارائه سرویس با نرخ بیت بالا ولی با هزینه بالاست.
OFDM کاندیدای لایه فیزیکی سیستمهای مخابرات سیار نسل چهارم (4G) است. در حال حاضر تحقیقات زیادی روی سیستمهای مخابرات سیار نسل چهارم در حال انجام است. این سیستمها احتمالاً بین سال های 2008 – 2012 گسترش خواهند یافت و جایگزین نسل سوم خواهند شد. تا به حال تعداد کمی از اهداف شبکه های نسل چهارم منتشر شده است گرچه کاربردها و قابلیت های نسل سوم را گسترش خواهند داد و دسترسی جهانی بهبود یافته ای را ارائه خواهند داد. کاربردهای شبکه های نسل چهارم مثل 4 – HDTV (Mbps 20 و شبکه های بی سیم کامپیوتری (1 – 100 Mbps) است. البته جهت پوشش دادن این سرویس ها باید هزینه های سرویس دهی نسبت به نسل سوم کاهش یابد. علاوه بر نرخ داده بالا باید کیفیت سرویس دهی (QoS) بالا نیز نسبت به سیستم های سلولی رایج انجام شود. در سیستم های سلولی نسل سوم این درصد بین 90 – 95 درصد پوشش است یعنی ارتباط شبکه می تواند روی 90 – 95 درصد سطح سلول حاصل شود. این مقدار برای شبکه های WLAN کافی نیست. برای شبکه های نسل چهارم این درصد به محدوده 99/5 – 98 رسیده است. جهت دستیابی به این سطح از سرویس دهی نیازمندیم تا سیستم مخابراتی بسیار منعطف و انطباق پذیر باشد. در بسیاری از کاربردها، حفظ اتصال شبکه از دستیابی به نرخ داده واقعی، مهمتر است. هرچند محیط انتقال در بهترین شرایط می تواند تا نرخ بیتهای 20Mbps را حمایت کند ولی اگر مسیر انتقال خیلی ضعیف باشد، برای مثال در یک زیر زمین از ساختمان، جهت حفظ و پایداری لینک باید نرخ داده کاهش یابد. بنابر این برای شرایط حساس و محدود، نرخ داده ممکن است تا 1kbps هم کاهش یابد. به عنوان یک پیشنهاد جهت کاربردهایی که نیازمند نرخ داده ثابت هستند کیفیت سرویس دهی می تواند توسط تخصیص منابع اضافی به کاربران در ازای مسیر انتقال ضعیف اصلاح شود. به طور کلی برای شبکه های بی سیم پرظرفیت یک گزینه بسیار مناسب، مدولاسیون چند حاملی و به ویژه تکنیک تقسیم فرکانسی متعامد OFDM است.
و...