Geçen 30 yıl içerisinde bilgi teknolojileri sektörü iki önemli yenilik ile büyük bir atak yaşadı. Bunlardan ilki internet iken diğeri ise kablosuz teknolojilerin büyük ve hızlı yayılımı oldu. Öncelikle internet insanlığa, dünyanın her bir köşesinde optik fiber ağı ile kurulan bir altyapı sayesinde yüksek hızlı bilgi ağının evrensel boyutlara ulaşabileceğini gösterdi. Sonrasında kablosuz teknolojilerin hızlı gelişimi modern haberleşme sistemlerinin kablosuz taşınabilir kullanımını beraberinde getirdi. Aynı ortamda bulunan herkesin ve her şeyin hareketli olabilmesi sebebiyle taşınabilirlik tüm bu modern gelişmelerin en büyük karakteristik göstergesi oldu. Taşınabilir hücresel telefon servislerinin dünyanın her tarafında görülen hızlı artışı taşınabilir haberleşme sistemlerine olan talebi büyük oranda etkiledi. Taşınabilir hücresel haberleşmenin ulaşılabilirliği insanların yaşam tarzını, iş yapma/yürütme şeklini mesafe-zaman ilişkisine bakış açısını tamamen değiştirerek etkiledi.
Kablosuz teknolojiler tamamıyla radyo frekansları kullanarak elektromanyetik dalgalar üzerinden bağlantı hatları kurmaya dayalı bir mantık üzerine şekillenmiştir.
Bu görünmez RF hatları, son kullanıcıların sabit veya kablolu network altyapısına sahip baz istasyonu veya erişim noktaları ile arasındaki bağlantıyı kurar. Bu durum da kablosuz haberleşme teknolojilerinin fiziksel katman ve mimari anlamında yapılması gereken daha pek çok çalışmaya ihtiyaç duyduğunu gösterir.
Kablosuz haberleşme sistemleri kişinin istemesi halinde herhangi bir bilgiye istediği anda istediği yerde ulaşmasını sağlarken, bu avantajlarının yanında yazılım ve donanım zorlukları, network çözümlerinde çapraz katman tasarımı gibi pek çok zorlukları da bulunur.
Kablosuz haberleşme sistemlerinde her ne kadar uygulama zorluğu olsa da günümüzde ortaya çıkan kullanıcı sayısındaki yüksek artış bu sistemleri dikkat çeker ve araştırmaya değer bir hale getirmiştir. Bu konuda pek çok araştırmacı ve teknoloji kuruluşu çalışmalar yürütmüş ve mobil sistemlerin haberleşmesinde ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu alanda yapılan çalışmalar daha yüksek iletim hızına sahip
sistemler geliştirmek ve sistemlere ayrılan bant genişliğinin daha verimli kullanımını sağlamak üzerine şekillenmiştir.
Kablosuz taşınabilir haberleşme sistemleri dünya çapında kullanılmış ve bu sistemler analog/sayısal olup olmamalarına taşıdığı trafik türüne göre çeşitli nesiller oluşturmuşlardır. Bunlar, birinci, ikinci, üçüncü ve dördüncü nesil sistemler olarak sınıflandırılmışlardır.
1980‘li yıllarda araç telefonu olarak da bilinen analog ve sadece ses iletiminin mümkün kılınabildiği sistemler Birinci nesil hücresel sistemler olarak ortaya çıkmıştır. Bu sistemler analog Frekans Modülasyon teknikleri üzerine şekillenmiş olan sistemlerdir. Birinci nesil sistemlerde her bir kanal tek frekans bandına ayrılır ve yöntem olarak Frekans Bölmeli Çoklu Erişimi (FBÇE) kullanır. Kullanımına verilebilecek başlıca örnek, AMPS (Advanced Mobile Phone System)‘dir. AMPS, ses iletimi için frekans modülasyon tekniğini ve veri taşıması sırasında sayısal işaretleme tekniğini kullanmaktadır. Bunun yanında Yakın Bant AMPS, Toplam Erişim Hücresel Sistemi (TACS) ve Nordic Mobil Telefon Sistemi (NMT-900) de diğer birinci nesil hücresel sistemlerdir.
1990’lı yıllarda ise Birinci nesil hücresel sistemleri takiben Đkinci nesil hücresel sistemler ortaya çıkmıştır. Bu sistemlerin ortaya çıkışının temel sebebi Birinci nesil sistemlerin artan kullanıcı sayısının talebini karşılayamamış olmasıdır. Bu sistemler tamamıyla sayısal modülasyon teknikleri üzerine şekillendirilmiştir. TDMA ve CDMA gibi veri iletiminin de yapılmasını sağlayan sayısal teknolojiler FDMA ile birlikte kullanılmıştır. USDC standartları IS-54 ve IS-136, GSM (Global System for Mobile Communications), CDMAOne Đkinci nesil hücresel sistemlere verilebilecek başlıca örneklerdir. Đkinci nesil hücresel sistemler 2.5G denilen geçiş teknolojileriyle yoluna devam etmiştir.
2000’li yılların başında mobil haberleşme sistemlerinin geldiği ilk nokta Üçüncü nesil hücresel sistemlerdir. Bu yapının oluşumunda gerçekleştirilen en önemli aşaması yüksek hızlara sahip, IP temelli iletişim şebekeleri üzerine yapılan
çalışmalar olmuştur. Bu anlamda gerçekleştirilen en önemli gelişme, insanların radyo dalgalarını kullanarak gerçek zamanlı olarak multimedya uygulamalarını gerçekleştirebilmeleri olmuştur. Yaşanan gelişmelerle birlikte Birinci nesil hücresel sistemlerle birlikte ortaya çıkan iki sabit nokta arasında haberleşme kurulması kısıtlaması ortadan kalkmıştır. Ayrıca şebeke kapsamındaki lokal alanlarda haberleşme hızı 2Mbit/sn değerini bile aşabilmektedir. Günümüz dünyasında kapsama alanlarının artması ile mobil iletişim sistemlerinin kullanımı dramatik oranda artış göstermiştir. Kablosuz dosya transferleri, elektronik postalar gibi uygulamalar Üçüncü nesil hücresel sistemlerle hayatımıza giren en temel uygulamalardır. Üçüncü nesil hücresel sistemlerin daha önce saydığımız pek çok avantajının yanında, bazı ülkelerde oluşan yüksek lisans ücretleri ve altyapı maliyetleri gibi dezavantajları da bulunmaktadır.
Mobil haberleşme sistemlerinin geldiği son nokta olan Dördüncü nesil hücresel sistemler, benzer GSM standartları gibi hücresel bir ağ kullanmakla beraber Üçüncü nesil hücresel sistemlerde görülen kapsama alanı ve benzeri problemler karşısında daha verimli bir teknolojidir. Dördüncü nesil hücresel ağların yüksek hız, yüksek kapasite, bit başına düşük maliyet, IP tabanlı servisler gibi özellikleri içermesi sağlanmaktadır. Dördüncü nesil hücresel ağların temel amacı, mevcut merkezi hücresel ağları IP tabanlı dünya çapında tek bir merkezi hücresel ağ standardında birleştirmektir. Bu yeni ağ, kontrol, video IP üzerinde ses gibi bir çok servisi desteklemektedir. WiMax, WiBro, 3GPP LTE gibi standartlar 4G sistemini sağlamaktadır.
Günümüzün hızla gelişen teknolojisi son nesil haberleşme sistemleri olarak Kod Bölmeli Çoklu Erişim sistemlerinin farklı uygulamalarını kullanmaktadır. Bu tez kapsamında yürütülen çalışma, Doğrudan Dizili Kod Bölmeli Çoklu Erişim Sistemlerinin çok yollu sönümlemeli kanal ve çoklu alıcı anten yapısı ile Tek Kod Çevrimsel Kaydırma sezici kullanımının bit hata oranı bazında performans analizini incelemek ve aynı koşullar altında geleneksel yöntemler ile yeni uygulamalar arasında hangi yöntemin daha avantajlı olduğunu göstermek amacıyla yürütülmüştür.
Teorik çalışmalar esnasında uluslararası organizasyonlarda yayımlanmış pek çok standart ve makale incelenmiş, kapsamlı bir literatür taraması yapılmıştır. Üzerinde çalışılan konulara ilişkin daha önceki çalışmalar detaylarıyla incelenmiş ve zayıf/güçlü yönleri tespit edilerek yapılan tez çalışmasına temel teşkil etmeleri sağlanmıştır.
Hazırlanan tez çalışmasının 2. bölümünde sayısal haberleşme sistemlerinin temelini oluşturan sönümlemeli kanal yapıları incelenmiştir. Kablosuz haberleşme kanallarının davranış şekillerine göre oluşan kompleks modeller hakkında bilgi verilmiştir. 3. bölümde, haberleşme teknolojilerinde hem geçmişte kullanılan hem de günümüzde kullanımına devam edilen çoklu erişim teknikleri hakkında genel bilgi verilmiştir. 4. bölümde ise araştırmamızın temelini oluşturan Kod Bölmeli Çoklu Erişim sistemlerinin altyapısı olan yayılı spektrum iletişim sistemleri ve buna bağlı olarak Kod Bölmeli Çoklu Erişim sistemlerinin çalışma prensipleri detaylarıyla anlatılmıştır. 5. bölümde Kod Bölmeli Çoklu Erişim sistemlerinde çok kullanıcı karışımı açıklanmıştır. 6. bölümde ise çok kullanıcılı sezici tipleri açıklanırken yeni uygulama olan Tek Kod Çevrimsel Kaydırma sezici hakkında detaylı teorik bilgiler sunulmuştur. 7. bölümde üzerinde çalıştığımız sistemin performansını artırmak için kullandığımız Turbo kodlama tekniğine ait detaylar verilmiştir. 8. Bölümde çok giriş çok çıkışlı sistemlerin temel yapısı tanıtılmış ve bu bilgiler ışığında 9. bölümde çeşitleme türleri ve çeşitlilik birleştirme teknikleri ile ilgili detaylar verilmiştir. 10.
bölümde gerçekleştirilen deneysel çalışmalar ve bunların sonucunda elde edilen sonuçlar paylaşılmış, 11. bölümde ise bu sonuçlara ilişkin genel değerlendirmeler ve öneriler paylaşılmıştır.
2. SAYISAL HABERLEŞMEDE SÖNÜMLEMELĐ KANAL YAPILARI