Yazar
Nuri, Hatef
Basım Tarihi
2023-01-16T11:10:12Z
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
ba2d10c9-0267-44be-8394-896f62288b0f
Lokasyon
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Tarih
2023-01-16T11:10:12Z
Örnek Metin
Boş alan optik (FSO), optik spektrumun yüksek veri hızına sahiptir ve aynı zamanda RF bağlantılarının esnekliğine sahiptir. FSO sistemleri görüş hattı kablosuz iletişim teknolojisine birçok avantaj sağlar. Bu umut verici teknolojiye olan ilginin son zamanlarda artmasıyla birlikte, esas olarak atmosferik koşullardan kaynaklanan sistem sınırlamalarının kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu araştırmanın ilk bölümünde, kontrollü bir ortamda FSO sistem değerlendirmeleri için özel tasarım atmosferik kanal emülatörümüzü kullanıyoruz ve FSO bağlantılarının performansını deneysel olarak araştırıyoruz. Spesifik olarak, atmosferik odayı kullanarak geometrik kaybı, soğurma kaybını, farklı hava koşullarını (sisli ve yağmurlu gibi), farklı ışın şekillerini ve atmosferik türbülansı araştırıyoruz. Atmosfer türbülansı, FSO kanallarında alınan sinyal seviyesinde rastgele dalgalanmalara neden olan önemli bir bozulmadır. Odada istenilen seviyede atmosferik türbülans oluşturarak, dalga boyu ve açıklık ortalamasının FSO sistemlerinin performansı üzerindeki etkisini araştırıyoruz. Açıklık ortalama özütleri doğal olarak çeşitlilik kazanımları alır ve etkili bir solmayı azaltma tekniği olarak kullanılabilir. Ayrıca, türbülansın neden olduğu zayıflama etkilerini azaltmak ve bağlantı güvenilirliği (çeşitlilik kazancı yoluyla) ve veri hızları (çoklama kazancı yoluyla) açısından dramatik performans iyileştirmeleri sunmak için pratik FSO sistemlerinde çoklu açıklık sistemleri de benimsenmiştir. Öte yandan, türbülansın neden olduğu sönümleme çok yavaş değişen olarak karakterize edilir, bu nedenle güvenilir geri bildirim mümkün olabilir ve uyarlanabilir iletim pratik FSO sistemlerinde uygulanabilir ve gözle görülür bir performans artışı sağlar. RF sistemlerinin uyarlanabilir iletimi için literatür olgunlaşmış olmasına rağmen, yakın zamanda SISO FSO sistemlerine uygulanmıştır ve MIMO FSO sistemlerine doğrudan uygulanması zordur. Büyüyen bu alandaki araştırma boşluklarını doldurmayı amaçlayan bu çalışma, uyarlanabilir MIMO mimarilerine sahip pratik FSO sistemleri için bir çerçeve geliştiriyor. Çalışmamızda düz frekanslı, log-normal veya Gama-Gama yavaş sönümlemeli kanal üzerinden bir MIMO sistemi ele alınmıştır. MIMO FSO sistemlerinde uzay-zaman iletim stratejisi de ayarlanabilir, bu da adaptasyona yeni bir boyut getirir. Bu, pratik MIMO bağlantı uyarlama algoritmalarının aynı zamanda çeşitlilik ve çoğullama çalışma modları arasında dinamik bir uyarlama sağlaması gerektiği anlamına gelir; bu, log-normal sönümlü kanallar altında çeşitlilik çoğullama değiş tokuşunun (DMT) temel bir anlayışını gerektirir. DMT çalışmalarına artan bir ilgi olmasına rağmen mevcut çalışmalar çoğunlukla Rayleigh, Rician ve Nakagami sönümleme kanalları için bildirilen sonuçlarla sınırlıdır. Bu araştırmanın bir sonraki bölümünde log-normal sönümleme kanallarının varlığında optimal dengeyi araştırıyoruz. Kesinti olasılığı ifadesini türetiyoruz ve ardından asimptotik DMT ifadesini sunuyoruz. Sonlu SNR'ler için DMT'yi daha da araştırıyoruz ve asimptotik duruma yakınsama gösteriyoruz. Daha sonra, uyarlanabilir mimarilere sahip pratik MIMO FSO sistemi için bir çerçeve öneriyoruz ve bu çerçevenin, bağlantı güvenilirliğini (çeşitlilik kazancı yoluyla) ve/veya veri hızlarını (çoklama kazancı yoluyla) artırmak için nasıl kullanılacağını gösteriyoruz. Yaklaşımımızı açıklamak için, aşağıdakileri içeren üç MIMO iletim haritalama matrisini ele alıyoruz: Yalnızca uzaysal çoğullamayı kullanan Matris A (çoğullama); Yalnızca çeşitlilikten yararlanan Matris B (çeşitlilik); ve çeşitliliği ve uzaysal çoğullamayı birleştiren Matrix C (hibrit). Sabit bir hedef kesinti olasılığı için sistem oranını maksimuma çıkaracak bir metrik olarak ilk olarak bu matrislerin kesinti kapasitesi için ifadeler elde ederiz. Uyarlama modlarını küçük bir alt kümeyle sınırlamak, uyarlanabilir stratejinin anahtarıdır. Uzamsal adaptasyon, optimum sistem performansını sağlamak için geleneksel adaptif modülasyon ve kodlama (AMC) ile birleştirilebilir. Özellikle, darbe konum modülasyonuna (PPM) ve darbe genlik modülasyonuna (PAM) sahip çok girişli tek çıkışlı (MISO) ve tek girişli çok çıkışlı (SIMO) FSO sistemlerini düşünüyoruz. Modülasyon boyutunun ve/veya iletim gücünün kanal koşullarına göre ayarlandığı üç uyarlanabilir algoritma öneriyoruz. Hedeflenen kesinti olasılığını korurken, tepe ve ortalama güç kısıtlamaları altında spektral verimliliği en üst düzeye çıkarmak için uyarlanabilir algoritmaların tasarımını formüle ediyoruz. Sonuç olarak, bu çalışma, FSO bağlantılarındaki ana bozuklukların (sis zayıflamaları ve türbülansın neden olduğu solma) üstesinden gelmek için dört yolla umut verici bir ilerleme önermektedir: 1) kanalı inceleyerek ve atmosferik zayıflamalar için yeni modeller ve özellikler önererek 2) açıklık ortalamasından ve dalga boyu bağımlılığı değiş tokuşundan yararlanarak 3) MIMO FSO bağlantılarında mekansal adaptasyonu araştırıp önererek ve 4) uyarlanabilir modülasyon ve güç kontrol senaryoları kullanarak ve umut verici performansı onaylayarak Adaptif sistem, Serbest uzay optik haberleşme (FSO), optik spektrumun yüksek veri kullanımından yararlanma ve ayrıca RF protokollerinin takibine sahiptir. FSO sistemleri, görüş hattı kablosuz iletişim teknolojisine birçok avantaj sağlar. Bu vaat eden teknolojiye son zamanlarda artan ilgi ile birlikte, esas olarak ısı kullanımın bölünebilir sistem sınırlamalarının genel bir şekilde kapsamlına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu programın ilk bölümünde, kontrollü bir şekilde analiz edilen FSO sistem değerlendirmeleri için özel tasarım atmosferik kanal emülatörümüzün seçeneklerini ve FSO bağlantılarının göz önünde bulundurarak incelemesini yapıyoruz. Spesifik olarak, atmosferik kanal emülatörünü kullanarak geometrik kayıp, soğurma kaybı, farklı hava koşulları (sisli ve yağmurlu gibi), farklı Işın şekillerini ve atmosferik türbülansı araştırıyoruz. Türbülanslar, alınan sinyal seviyesindeki rastgele para birimlerine neden olan FSO kanallarında önemli bir bozulmadır. Emülatörde istenilen sıcaklıkta sıcaklıkta türbülans üreterek, dalga boyu ve delik değerlerinin FSO sonuçlarının performansını araştırıyoruz. delik özütleri, doğal olarak çeşitlilik kazandırmalarını alır ve etkili bir sönümleme azaltma teknolojisi ortalama olarak kullanılabilir. Ayrıca, türbülansın neden olduğu sönümlemenin azaltılması ve bağlantı güvenilirliği (çeşitlilik kazanç yoluyla) ve veri hızları (çoklama kazançları aracılığıyla) açıdan bakıldığında performansları sunmak için pratik FSO sistemlerinde çoklu delik sistemleri de benimsenmiştir. Öte yandan, türbülanların kaynağının sönümlemesi çok yavaş bir şekilde devam etmesi sağlanır, bu nedenle güvenilir geri beslenme mümkün olur ve pratik FSO sistemlerinde uyarlamalı dağıtımlı dağıtım uygulanabilir ve önemli bir performans artışı sağlar. RF yayılımının uyarlanabilir izinler için literatür olgunluğuna sahip olmasına rağmen, son zamanlarda SISO FSO sistemlerinin desteklenmesi ve MIMO FSO sistemlerinin doğrudan çalıştırılması zordur. Bu büyüyen alanda araştırma bölümlerini doldurmayı amaçlayan bu çalışma, uyarlanabilir MIMO mimarileri ile pratik FSO sistemleri için bir çerçeve geliştiriyor. Çalışmamızda düz frekanslı, log-normal veya Gamma-Gama yavaş sönümlü bir kanal üzerinde bir MIMO sistemi ele alınmıştır. MIMO FSO sistemlerinde, mekan-zaman dağıtım seçenekleri ayarlanabilir, bu da adaptasyon için yeni bir boyut sunar. Bu, pratik MIMO bağlantı uyarlamalarının, çeşitliliği ve çoğullama çalışma modları arasında dinamik bir uyarlama sağlamanın anlamı gelir. Bu, log-normal sönümleme bağlantıları altında temel bir çeşitlilik-çoğullama bağlantısı (DMT) anlayışına ihtiyaç duyar. DMT'nin artan bir ilgisi olmasına rağmen, mevcut çalışmaların çoğunda Rayleigh, Rician ve Nakagami'nin sönümleme bağlantıları için sonuçlarla karşılaşılabilir. Bu programcı bir sonraki bölümde, log-normal sönümlü kaynakların varlığının optimal dengeyi araştırıyoruz. Kesinti olasılığının türetiyoruz ve ardından asimptotik DMT teklifini sunuyoruz. Sonlu SNR'ler için DMT'yi daha da araştırıyoruz ve asimptotik durumu yakınsama gösteriyoruz. Daha sonra, uyarlanabilir mimarilere sahip pratik MIMO FSO sistemi için bir çerçeve ücretsiz ve bu çerçevenin bağlantı gücünü (çeşitlilik kazancı yoluyla) ve veya veri hızlarını (çoklama kazancını) artırmak için nasıl sürekliliğini gösteriyoruz. Yaklaşımımızı göstermek için, aşağıdakileri içeren üç MIMO yayın eşleme matrisini ele satın alma: Matris A (çoğullama), Yalnızca mekansal çoğullamayı kullanan ; Matris B (çeşitlilik), yalnızca çeşitlilikten yararlanan; ve Matris C (hibrit), çeşitliliği ve mekansal çoğullamayı birleştirerek. İlk önce, sabit bir kesinti olasılığı için sistemin sürekliliği en üst düzeyde çıkması için metrik olarak bu matrislerin kesilme kapasitesi için ifadeler elde edilmesi önerilir.Uyarlama modlarını küçük bir alt kümeyle sınırlamak, uyarlanabilir stratejinin anahtarıdır. mekansal uyarlama, en uygun sistem sürümünü sunmak için geleneksel uyarlamalı modülasyon ve (AMC) ile bir yapılabilir. Özellikle darbe konumsal modülasyonu (PPM) ve darbe genlik modülasyonu (PAM) ile çok girişli tek çıkışlı (MISO) ve tek girişli çok çıkışlı (SIMO) FSO sistemlerini hedefliyoruz. Modülasyon değişiminin ve/veya iletim gücünün kanal koşullarına göre ayarlandığı üç uyarlamalı yedekleme olanağı. Hedeflenen bir kesinti olasılığı değerini korurken, üst ve ortalama güç kısıtlamaları altında spektral verimlilik ve üst yayılımı çıkarmak için uyarlanabilir patlamaların tasarımını formüle ediyoruz. Sonuç olarak, bu çalışma, FSO bağlantılarının ana zayıflığının (sis zayıflamaları ve türbülansın neden zayıflaması) dört şekilde iyileştirilmesi için vaat eden bir ilerleme önermektedir: 1) kanal inceleyerek ve iklimlendirme kontrolleri için yeni modeller ve önerilen onaylayarak.
