اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتصنيف الأنظمة متعددة المداخل ومتعددة المخارج (MIMO) واستخدامها في اتصالات الأنظمة المسيّرة
Classified Multiple Input Multiple Output Systems and used it in Unmanned Aerial Vehicle (UAV) communications
3217
9 96
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
إن الإنجاز التقني الرئيسي في تحسين وثوقية الإرسال للوصلات اللاسلكية أصبح سهلا وذلك عن طريق توظيف الهوائيات المتعددة عند المرسل والمستقبل. إن مفهوم استخدام الهوائيات المتعددة والذي أظهر زيادة هامة والتي يمكن تحقيقها دون الحاجةلأي عرض حزمة أو استطاعة إضافيين. بالمقارنة مع أنظمة (Single Input Single Output (SISO فإن أنظمة MIMO قادرة على مقاومة التأثيرات المؤذية في الخفوت متعدد المسارات، والتي هي إحدى التحديات الرئيسية في تصميم أنظمة الاتصالات إلى مجموعات مختلفة طبقاً لمعايير مختلفة. اللاسلكية. يمكن تصنيف أنظمة MIMO حيث تم تصنيف تقنيات MIMO إلى خمسة أصناف طبقاً لوظائفهم. وكذلك تم تصنيف تقنيات MIMO إلى صنفين (حلقة مفتوحة وحلقة مغلقة) طبقاً لتوفر معلومات حالة القناة عند المرسل CSIT. شاهدنا المقايضة بين التعددية المكانية والتضميم المكاني، وأخيرا دراسة توظيف أنظمة MIMO حيث قمنا بدراسة كلا من في اتصالاتالأنظمة المسيرة شروط المحطة الأرضية و شروط ارتفاع الجسم المسير ، وأجريت نمذجة باستخدام برنامج الماتلاب لهذه الشروط.
A major technological breakthrough in improving the transmission reliability of wireless links was facilitated by the employment of multiple antennas at the transmitter and receiver. The concept of employing multiple antennas which demonstrated a significant increase of the achievable capacity without requiring any extra bandwidth or power. Compared to SISO systems ,MIMO systems are capable of combating the deleterious effects of multipath fading, which is one of the main challenges in the design of wireless communication systems. MIMO systems may be classified into different groups according to a range of different criteria. we show the benefits of the MIMO systems, by classified MIMO techniques into five categories according to their functions. and also we are classified MIMO techniques into two categories (open loop and closed loop) according to CSIT. Also we show the trade-off between Spatial Diversity, Spatial Multiplexing, and finally we study how we are employing multiple antennas in the communication of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) systems, so we are studying the conditions of the ground station and the heights of the UAV, Moreover, the results from the simulation (matlab program ) points to trade-off between Spatial Diversity, Spatial Multiplexing, and conditions of the ground station and the heightsof the UAV.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تناول البحث دراسة تقنية الأنظمة متعددة المداخل والمخارج (MIMO) واستخدامها في تحسين وثوقية الاتصالات اللاسلكية، وخاصة في الأنظمة المسيّرة (UAV). تم تصنيف تقنيات MIMO إلى خمسة أصناف بناءً على وظائفها، وصنفين بناءً على توفر معلومات حالة القناة (CSIT). تم التركيز على فوائد MIMO مثل ربح التعددية، ربح التضميم، وربح تشكيل الحزمة. كما تم دراسة تأثير هذه الأنظمة على اتصالات الأنظمة المسيّرة، مع مراعاة شروط المحطة الأرضية وارتفاع الجسم المسيّر. أظهرت النتائج من خلال نمذجة باستخدام برنامج MATLAB أن هناك توازنًا بين التعددية المكانية والتضميم المكاني وشروط المحطة الأرضية وارتفاع الجسم المسيّر. تم تحديد الشروط الحدية لارتفاع الجسم المسيّر لضمان تحقيق الأفق الراديوي وتجنب الخفوت الانتقائي للتردد.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث شاملاً ومفصلاً في تناول موضوع الأنظمة متعددة المداخل والمخارج (MIMO) واستخدامها في اتصالات الأنظمة المسيّرة. ومع ذلك، يمكن الإشارة إلى بعض النقاط التي قد تحتاج إلى مزيد من التوضيح أو التحسين. أولاً، قد يكون من المفيد تضمين دراسات حالة عملية أو تجارب ميدانية لدعم النتائج النظرية. ثانياً، يمكن توضيح بعض المفاهيم الرياضية والمعادلات بشكل أكثر تفصيلاً لتسهيل فهمها من قبل القراء غير المتخصصين. أخيراً، يمكن تحسين البحث من خلال استعراض أوسع للأدبيات السابقة وربطها بشكل أفضل مع النتائج الحالية.
أسئلة حول البحث
-
ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام أنظمة MIMO في الاتصالات اللاسلكية؟
تتمثل الفوائد الرئيسية في ربح التعددية، ربح التضميم، وربح تشكيل الحزمة، مما يؤدي إلى تحسين وثوقية الاتصال وزيادة معدل الإرسال دون الحاجة إلى عرض حزمة أو استطاعة إضافية.
-
كيف تم تصنيف تقنيات MIMO في البحث؟
تم تصنيف تقنيات MIMO إلى خمسة أصناف بناءً على وظائفها، وصنفين بناءً على توفر معلومات حالة القناة (CSIT).
-
ما هي الشروط الحدية لارتفاع الجسم المسيّر التي تم دراستها؟
تم تحديد الشروط الحدية لارتفاع الجسم المسيّر لضمان تحقيق الأفق الراديوي وتجنب الخفوت الانتقائي للتردد، مع مراعاة الارتفاعات الأمثلية والحرجة.
-
ما هي التحديات الرئيسية التي تواجه تصميم أنظمة الاتصالات اللاسلكية؟
أحد التحديات الرئيسية هو الخفوت متعدد المسارات، والذي يمكن مقاومته باستخدام أنظمة MIMO.
المراجع المستخدمة
YANG,D 2010- Closed-Loop Multiple Antenna Aided Wireless Communications Using Limited Feedback. University of Southampton,United Kingdom,192p
TELATAR,I.E.1999- Capacity of multi-antenna Gaussian channels,vol. 10, pp. 585–595
HANZO,L LAMRI,O El-HAJJAR,M and WU.N, 2009- Near- Capacity Multi-Functional MIMO Systems: Sphere-Packing, Iterative Detection and Cooperation. Wiley-IEEE Press,718P
ALAMOUTI,S.M 1998-A simple transmit diversity technique for wireless communications, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 16, pp. 1451–1458
DI RENZO,M HAAS,H and GHRAYEB,A 2013-spatial modulation for MIMO wireless systems, IEEE wireless communications and networking conference, 412P
قيم البحث
اقرأ أيضاً
إنّ تزايد الطلب على معدلات النقل في الاتصالات دفع الباحثين لإيجاد طرق جديدة لتلبيّة هذه المتطلبات، ومع محدودية المصادر الترددية (عرض الحزمة) والزمنية تمّ التوّجه لإيجاد مصادر جديدة للنظام تساعد على زيادة معدل النقل وتحسين جودة النظام في الوقت نفسه بغ
ية توفير عرض الحزمة والاستطاعة المستهلكة في الأنظمة التقليدية الحالية التي تحوي هوائي إرسال واحد وهوائي استقبال واحد.
ظهرت أنظمة الاتصالات متعددة المداخل والمخارج MIMO لتقدّم الكثير من التحسينات والميّزات الجديدة لشبكات الاتصالات اللاسلكيّة وأدخلت أنظمة الاتصالات بعصر جديد يستخدم النظام فيه عدة هوائيات في الإرسال والاستقبال للاستفادة من خصائص القناة متعددة المسارات Multipath Channel عبر تقديم ربحين: ربح التنويع Diversity Gain وربح التنضيد Multiplexing Gain حيث يعمل ربح التنويع على زيادة تحسين جودة وأداء النظام، بينما يعمل ربح التنضيد على زيادة معدل نقل النظام، كما أدخلت مؤخرا ميزات أخرى على هذا النظام أهمها تقنية تشكيل الحزمة Beamforming التي تعمل على تركيز الحزمة بالاتجاه المطلوب لتقليل التداخل بين الأجهزة وزيادة جودة الإشارة.
وظفت هذه الميزات في الكثير من أنظمة الاتصالات ومنها أنظمة Wi-Fi والأنظمة الخلوية LTE و5G التي أدخلت مفاهيم جديدة على أنظمة MIMO أهمها: تقنية Massive MIMO الذي ساعد على تحقيق معدلات وكفاءات فائقة وتقنية Virtual MIMO التي تعمل على تشكيل مصفوفات إرسال/استقبال من عدة أجهزة متفرقة.
سوف نقوم في هذا البحث بشرح أساسيات القناة متعددة المسارات وأنظمة MIMO، كيفية نمذجتها رياضياً، ميزات وأرباح هذه المنظومة، بنية المنظومة، أهم تطبيقات هذه المنظومة وخصائصها الجديدة وأخيراً تحدياتها وطرق تطويرها.
تم في هذا البحث التعرف على الطائرة المسيرة UAV كجملة غير خطيّة و تمّ تحصيل
نموذج محاكي لهذه الجملة باستخدام إصدارات AiroSim. في المرحلة الأولى أجري
تقريب النموذج غير الخطي للطائرة بنموذج خطي عند نقطة طيران معيّنة (نقطة توازن)،
و تم تصميم متحكم
تقليدي بالقنالين الطولي و العرضي باستخدام النموذج الخطي. في
المرحلة التالية طبقنا المتحكّم التقليدي السابق على النموذج غير الخطي عند نقطة العمل
السابقة نفسيها، و من ثمّ تم تعزيز المتحكم التقليدي المصمم بإدخال شبكة عصبونية إلى
الجملة تقوم بعملية تعويض الخطأ الناتج عن تقريب النموذج غير الخطي بنموذج خطي.
نتناولُ في هذه الأطروحةِ مسألة اَلهبوطِ الاضطراريِّ لطائرةٍ غيرِ مأهولةٍ ثابتةِ الجناحِ فاقدةٍ للدفعِ على أرضٍمستو يةٍ أو متسلقةٍ محدودةِ الأبعاد. نركز فُي بحثنا على الطائراتِ متوسطةِ الحجمِ التي ٺتطلبُ القيامَ بهبوطٍ تقليديٍّ على عجلات، بينما تقتصر
سُطوحُ التحكمِ المتوفرة فُيها على السطوحِ الرئيسيةِ فقط، أي دفةِ الارتفاعِ و دفةِ التوجيهِ و الجنيحات، دونَ أيِّ سطوحٍ مخصصةٍ للتحكمِ بالكبح.
اختارت الأبحاث متعددة الوسائط بشكل كبير في مساحة السؤال الرد على المهمة التي يتم تمديدها إلى السؤال المرئي الرد على الرسوم البيانية، والرسوم البيانية الإجابة عليها وكذلك مسألة مساهمة مدخل متعددة الوسائط.ومع ذلك، فإن كل هذه الاستكشافات تنتج إخراج نصي
غير مهني كإجابة.في هذه الورقة، نقترح مهمة رواية - MIMOQA - الإدخال المتعدد الوسائط المتعددة الناتج السؤال الرد الذي يكون فيه الإخراج متعدد الوسائط.من خلال التجارب البشرية، نوضح تجريبيا أن هذه النواتج متعددة الوسائط توفر فهما معرفيا أفضل للإجابات.نقترح أيضا إطارا للردا على السؤال متعدد الوسائط، ميكسبرت، يشتمل على اهتماما نصي مشتركا ومرفقيا نحو إنتاج مثل هذا الناتج متعدد الوسائط.تعتمد طريقنا على مجموعة بيانات متعددة الوسائط غير مصنفة لهذه المشكلة من مجموعات البيانات غير المتوفرة للجمهور.نظهر الأداء الفائق ل Mexbert ضد خطوط أساسية قوية على كل من المقاييس التلقائية وكذلك الإنسان.
تستطيع أجهزة القيادة السيرفو هوائية توليد قوى و سرعات عالية و تحريك العناصر بشكل دقيق جداً و سريع. و بمساعدة الصمامات التناسبية صار بمقدورنا التحكم بدقة الحركات و سرعتها في الدارات السيرفو هوائية.
و بحسب المهمة المطلوبة، تستخدم الأسطوانات الخطية في
معظم الأحيان. و قمنا بنمذجة نظام سيرفو هوائي باعتماد صمامات هواء تناسبية بملف واحد و بملفين تناسبيين للتحريض و القيادة. برهنا هنا أنه من الممكن اختيار حجم عناصر الأنظمة السيرفو هوائية و مواصفاتها، بالتشغيل أولاً على النموذج المحول إلى الخطي، و من ثم فحص التأثيرات الكلية لهذا الاختيار مع نموذج
النظام اللاخطي الكامل.
و هذا يساعد على اختيار عناصر دارات الأنظمة السيرفو هوائية بشكل أفضل، و يسهل على المصمم تنفيذ الدارات الفعلية المعقدة التصاميم في مجالات الصناعات التي تستخدم مثل هذه التقنيات بشكل مبسط و دقيق بحيث تحقق الوثوقية المطلوبة منها بأقل التكاليف و الجهود المبذولة للحصول على النتائج المرجوة.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
