Yazar
Heydarpour, Ali Rıza
Basım Tarihi
2016-08
Konu
Ağ kodlu işbirliği, Çeşitlilik çoğullama değiş tokuşu, Kanal tahmini, OFDMA sistemleri
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
6889a2a3-010e-438e-830c-7303ed6b6be1
Lokasyon
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Tarih
2016-08
Örnek Metin
İşbirliğine dayalı iletişim (CC), kablosuz iletimin yayın doğasından yararlanır ve birbirlerinden fiziksel olarak ayrılmış kablosuz düğümler arasında dağıtılmış çok girişli çok çıkışlı (MIMO) bir sistem oluşturur. İşbirliğine dayalı iletişim üzerine daha önceki çalışmalar genellikle zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA) üzerine kuruluydu. Bununla birlikte, geleneksel CC sistemlerinin, özellikle röle düğümlerinin sayısının artmasıyla engelleyici hale gelen, aktarma fazı için gereken ek zaman dilimleri nedeniyle verim kaybı yaşadığı iyi bilinmektedir. Ağ kodlu kooperatif (NCC) sistemleri, önemli ölçüde daha yüksek verim verimliliğine sahip güçlü bir alternatif olarak önerilmiştir. Bir NCC sisteminde, röle düğümleri ya XOR işlemini gerçekleştirir ya da farklı kaynaklardan alınan mesajların doğrusal bir kombinasyonunu oluşturur. Uygun birleştirme yoluyla ağ kodlaması, geleneksel tek yönlü işbirliğine dayalı iletişim sistemlerine göre spektral verimliliği artırır. Bu tezin ilk bölümünde, NCC sistemlerine genel bir bakış sunuyoruz ve çeşitlilik çoğullama değiş tokuşu (DMT) açısından geleneksel CC sistemlerine göre avantajlarını tartışıyoruz. NCC sistemlerinin DMT analizine ilişkin mevcut tüm çalışmalar, röle ve hedef düğümlerde mükemmel kanal durumu bilgisini (CSI) varsayar ve asimptotik analize odaklanır. Çoğu iletişim sisteminin düşük ve orta düzeyde sinyal-gürültü oranı (SNR) rejiminde çalışması nedeniyle asimptotik DMT analizinin performansı olduğundan fazla tahmin ettiği bilinmektedir. DMT'yi daha pratik SNR rejimi içinde karakterize etmek için sonlu SNR DMT daha anlamlı bir performans ölçüsüdür. İkinci bölümde, kusurlu CSI varlığında NCC kablosuz ağları için kesinti olasılığını ve sonlu SNR DMT performansını araştırıyoruz. Sonuçlarımızın literatürde daha önce sunulanların genelleştirilmiş versiyonları olduğunu ve yüksek SNR rejiminde onlarla örtüştüğünü gösterdik. Analizimiz ayrıca DMT'nin özellikle sonlu SNR değerlerinde kanal tahmin kalitesine oldukça bağlı olduğunu ortaya koymaktadır. TDMA varsayımı üzerine inşa edilen ilk çalışmalara göre daha fazla kazanım elde etmek amacıyla, literatürde dik frekans bölmeli çoğullamanın (OFDM) NCC ile birlikte kullanılması önerilmiştir. Üçüncü bölümde, OFDM'nin taşıyıcı alt kümelerinin farklı kullanıcılara atandığı çok kullanıcılı bir sisteme genişletilmesi olan ortogonal frekans bölmeli çoklu erişimi (OFDMA) ele alıyoruz. Rayleigh sönümleme kanalları üzerinden sistemin kesinti olasılığı için kapalı formda bir ifade türetiyoruz ve DMT analizini sunuyoruz. Sonuçlarımız, NCC-OFDMA sisteminin hem frekans hem de uzaysal çeşitlilikten tam olarak yararlanabildiğini göstermektedir. Üçüncü bölümde, NCC-OFDMA sistemlerinin Rayleigh sönümleme kanalları üzerinden yalnızca asimptotik DMT analizini araştırıyoruz. Dördüncü bölümde, Rician sönümlü kanallar üzerinde hem sonlu SNR DMT hem de asimptotik DMT performansını araştırıyoruz. Böyle bir analiz Rayleigh ve Rician sönümleme kanallarına göre performans farkını görmemize yardımcı olur. Aksi takdirde, Rayleigh ve Rician kanalları için DMT sonuçları asimtotik SNR değerleri için birbiriyle örtüşmektedir. İşbirlikli haberleşme (işbirlikçi iletişim, CC) kablosuz iletim kanalının doğasında bulunan her yöne yayılım özelliğini kullanır ve fiziksel olarak birbirinden bağımsız olan kablolu düğümler arasında dağıtım yapıda bir çok-girişli çok-çıkışlı (çoklu giriş, çoklu çıkış, MIMO) sistem oluşturur. İşbirlikli iletişim ilişkileri önceki çalışmalar genellikle zaman bölmeli çoklu erişim (zaman bölmeli çoklu erişim, TDMA) tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, klasik CC sistemlerinde aktarma fazındaki iletim için ek zaman aralığı göstergesi için birim iletim zamanı başına iletilen veri miktarında kayıba neden olması ile tercih edilmezler. İşbirlikli ağ oluşturma (ağ kodlu işbirliği, NCC) sistemleri ise birim iletim süresi başına iletilen veri miktarının önemli oranda artırıldığı için CC sistemlerine güçlü bir alternatif olarak önerilmiştir. NCC düğümleri düğümleri, ayrı kaynak düğümlerinden aktarılan iletilerin XOR sürecinin sonucu veya aralıklarını alıcı düğümlere iletir. Ağ dağıtma, uygun kopma sayesinde spektral değişimler geleneksel tek yönlü işbirlikli haberleşme sistemlerine göre artar. Bu tezin ilk bölümünde NCC sistemleri ile ilgili genel bilgiler verilip bu sistemlerin çeşitlendirilmesi ve çoğullama uyumluluk birleşimi (çeşitlilik ve çoğullama değiş tokuşu, DMT) açısından geleneksel CC sistemlerine göre toplanmak konmuştur. NCC verileri DMT analizinin daha önceden geliştirilmiş, kanal durum bilgisinin (kanal durum bilgisi, CSI) rölesi ve alıcı düğümleri tarafından çalışmalarız olarak bilindiği varsayılmaktadır ve ayrıca sadece asimptotik analizler alınmıştır. Haberleşme sonuçlarının büyük bir çoğunluğu düşük ve orta düzeyde sinyal-gürültü-oranı (sinyal-gürültü-oranı, SNR) değerlerinde çalışır. Sonlu-SNR için DMT analizi pratikte kullanılan SNR aralığındaki DMT analizini gerçekleştirmek için daha anlamlı bir başarım ölçümüdür. Literatürdeki bu kirleticilerin temizlenmesi amacıyla tezin ikinci bölümde NCC sonuçları ideal olmayan CSI çalışır durumdaki sonlu-SNR DMT analizi gerçekleştirildi. Bu bölümde elde edilen sonuçların literatürdeki yaygınlaştırılmış halleri olduğu ve yüksek SNR bölgesinde bu ilişkilerle örtüştüğü görülmektedir. Ayrıca DMT başarısının kanal kestirim kalitesine bağlı olduğu ortaya konmuştur. TDMA kullanan önceki çalışmalara göre ek sürdürülebilirler elde etmek için dik frekans bölmeli çoğullama (ortogonal frekans bölmeli çoğullama, OFDM) tekniğinin NCC sistemlerinin kullanılması literatürde önerilmiştir. Üçüncü bölümde, OFDM'in çok kullanıcılı sistemlerin hali olan dik frekans bölmeli çoklu erişim (ortogonal frekans çoklu erişim, OFDMA) sistemi ele alınmıştır. Sistemin Rayleigh'in sönmesinin altında kesinti olasılığı ifadeleri kapalı biçimde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar NCC-OFDMA sisteminin hem frekans hem de uzay çeşitlemesini tam olarak elde edilebildiğini göstermiştir. Tezin üçüncü bölümde ise NCC-OFDMA sistemine ait asimptotik DMT analizi Rayleigh sönümlemeli kanal için incelenmiştir. Dördüncü bölümde hem sonlu-SNR hem de asimptotik DMT başarımlarını Rician sönümlemeli kanallar için ele alınmıştır. Asimptotik SNR değerleri için elde edilen Rayleigh ve Rician kanallarındaki DMT sonuçları birbiriyle örtüşmemektedir. Sonlu SNR değerlerinde ise Rayleigh ve Rician sönümlemeli kanallar arasındaki başarım farkı bu analizler sayesinde ortaya konmuştur.
