پروژه مخابرات

مفهوم مخابرات

مخابرات (Telecommunication) یعنی انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر از طریق امواج الکترومغناطیسی، سیم، فیبر نوری یا هر رسانه‌ای دیگر.
این اطلاعات می‌تونن شامل صدا، تصویر، داده یا حتی سیگنال‌های کنترلی باشن.

---

 شاخه‌های اصلی مخابرات

1. مخابرات آنالوگ:
   انتقال سیگنال‌های پیوسته مثل صدای انسان در تلفن قدیمی.
   → مثال: مدولاسیون AM و FM.

2. مخابرات دیجیتال:
   انتقال داده‌ها به صورت صفر و یک (binary).
   → مثال: مدولاسیون BPSK، QPSK، QAM.

3. مخابرات بی‌سیم (Wireless):
   مثل Wi-Fi، بلوتوث، GSM، LTE، 5G.

4. مخابرات نوری (Optical):
   استفاده از فیبر نوری برای انتقال داده با سرعت بالا.

5. مخابرات ماهواره‌ای (Satellite):
   برای ارتباط بین مناطق دور یا دریاها با استفاده از ماهواره‌ها.

---

 مباحث مهم در درس یا پروژه مخابرات

• سیگنال و سیستم

• نویز و فیلترکردن

• مدولاسیون و دمدولاسیون

• پهنای باند

• کدینگ و رمزگذاری داده

• نرخ انتقال داده (Data Rate)

• شبیه‌سازی سیستم‌های مخابراتی

---

 نمونه پروژه‌های مخابراتی (درسی یا دانشگاهی)

1. شبیه‌سازی سیستم مدولاسیون و دمدولاسیون BPSK یا QAM در MATLAB

2. طراحی سیستم ارسال داده از طریق کانال نویزی (AWGN)

3. تحلیل عملکرد یک شبکه GSM یا 4G در MATLAB یا NS2

4. شبیه‌سازی لینک نوری با استفاده از فیبر نوری در OptiSystem

5. مدلسازی آنتن و بررسی بهره‌ی آن با HFSS یا CST

6. بررسی سیستم‌های MIMO در 5G

7. پروژه مخابرات ماهواره‌ای (شبیه‌سازی uplink و downlink)

8. طراحی فیلتر دیجیتال برای حذف نویز از سیگنال صوتی

 پروژه‌های عملی مخابرات و مراحل انجام

هر پروژه مخابراتی معمولاً شامل این مراحل هست:

1. انتخاب موضوع یا سیستم:
   مثال: سیستم مدولاسیون QPSK روی کانال نویزی AWGN.

2. مطالعه تئوری و مبانی:

   • بررسی مدولاسیون و دمدولاسیون

   • بررسی کانال و نویز

   • محاسبه SNR (Signal-to-Noise Ratio)

3. شبیه‌سازی یا طراحی:

   • نرم‌افزارها: MATLAB، Simulink، NS2/NS3، OptiSystem

   • شبیه‌سازی ارسال داده و دریافت آن

   • اضافه کردن نویز و تحلیل عملکرد سیستم

4. تحلیل نتایج:

   • رسم نمودار BER (Bit Error Rate) در برابر SNR

   • مقایسه روش‌های مختلف مدولاسیون یا فیلترینگ

5. گزارش نویسی:

   • توضیح تئوری

   • ارائه نمودارها و جداول

   • جمع‌بندی نتایج و پیشنهادات

---

 پروژه‌های ساده تا پیشرفته پیشنهادی

سطح	موضوع پروژه	ابزار
ساده	ارسال و دریافت سیگنال BPSK در کانال نویزی	MATLAB
متوسط	شبیه‌سازی سیستم QPSK با نویز AWGN و محاسبه BER	MATLAB/Simulink
متوسط	طراحی و شبیه‌سازی فیلتر دیجیتال برای حذف نویز	MATLAB
پیشرفته	شبیه‌سازی شبکه LTE یا 5G با MIMO	MATLAB/NS3
پیشرفته	تحلیل سیستم فیبر نوری با مدولاسیون ASK/PSK	OptiSystem
پیشرفته	مدلسازی و شبیه‌سازی لینک ماهواره‌ای	MATLAB/Simulink

---

 نکات کلیدی برای موفقیت در پروژه مخابرات

• انتخاب موضوع متناسب با سطح دانش و زمان موجود

• حتما شبیه‌سازی قبل از هر چیز تا بفهمی سیستم چگونه کار می‌کند

• استفاده از نمودارها و تحلیل کمی برای گزارش

• اگر پروژه نرم‌افزاری است، حتما کدها را بهینه و خوانا بنویس

• در پروژه‌های سخت‌افزاری، تست واقعی با برد یا ماژول‌ها بسیار مهم است

 نمونه پروژه مخابراتی کامل: سیستم مدولاسیون BPSK در کانال نویزی AWGN

۱️⃣ هدف پروژه

• شبیه‌سازی ارسال داده دیجیتال با مدولاسیون BPSK

• بررسی تأثیر نویز AWGN روی سیگنال

• رسم نمودار BER (Bit Error Rate) vs SNR

---

۲️⃣ مراحل پروژه

الف) تولید سیگنال دیجیتال:

• تولید دنباله‌ای از ۰ و ۱ به عنوان داده اصلی

ب) مدولاسیون BPSK:

• تبدیل داده‌ها به سیگنال‌های +۱ و -۱

ج) عبور از کانال نویزی AWGN:

• اضافه کردن نویز سفید گوسی (Gaussian Noise)

د) دمدولاسیون و بررسی خطا:

• تبدیل سیگنال دریافتی به ۰ و ۱

• محاسبه تعداد بیت‌های اشتباه و BER

ه) رسم نمودار BER vs SNR:

• بررسی عملکرد سیستم در شرایط نویز مختلف

---

۳️⃣ کد نمونه MATLAB

clc; clear; close all;

 

% پارامترها
N = ۱۰۰۰۰; % تعداد بیت
SNR_dB = ۰:۲:۲۰; % SNR به دسی‌بل

% تولید داده تصادفی
data = randi([۰ ۱], ۱, N);

% مدولاسیون BPSK
bpsk = ۲*data - ۱;

BER = zeros(۱,length(SNR_dB));

for i = ۱:length(SNR_dB)
% اضافه کردن نویز AWGN
rx = bpsk + sqrt(۰.۵*۱۰^(-SNR_dB(i)/۱۰)) * randn(۱,N);

% دمدولاسیون
data_hat = rx > ۰;

% محاسبه BER
BER(i) = sum(data ~= data_hat)/N;
end

% رسم نمودار
figure;
semilogy(SNR_dB, BER,'-o');
grid on;
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('BER');
title('BER vs SNR for BPSK over AWGN Channel');

---

۴️⃣ توضیح نمودار

• محور افقی: SNR به دسی‌بل

• محور عمودی: نرخ خطای بیت (BER)

• با افزایش SNR، BER کاهش پیدا می‌کند (عملکرد بهتر)