Bu tez çalışmasında, çok yollu kanallarda kablosuz haberleşme sistemlerinin sistem performansını artırmak için kullanılan yöntemler olan, çok kullanıcılı sezme teknikleri ve bunların alıcı anten çeşitlemesi maksimum oran birleştirme tekniği kullanılarak çoklu anten uygulaması MATLAB programlama ortamında gerçekleştirilen simülasyon çalışması ile analiz edilmiştir. Burada özellikle ve öncelikli olarak üzerinde durulan konu, literatürde daha önceden önerilmiş ancak üzerinde çok sayıda çalışma yapılmamış olan senkron DD-KBÇE sistemlerinde TKÇK sezici tipinin performans analizini gerçekleştirme ve bilinen diğer sezici tipleriyle karşılaştırma işlemidir.
Bu kapsamda yapılan ilk çalışma, tek alıcı antenine sahip sistemlerde sonraki çalışmalara da temel teşkil edecek olan senkron DD-KBÇE sistemlerinin çalışma yapısını incelemek olmuştur. Ardından kurulan çok kullanıcılı senkron DD-KBÇE sistemlerinde gelenekselleşmiş lineer sezici tipleri (Uyumlu filtre, ilişki çözücü sezici, MMSE sezici) analiz edilmiştir. Yapılan analizle elde edilen bulgular literatürde mevcut sonuçlarla kıyaslanmış ve elde edilen sonuçların doğruluğu teyit edilmiştir. Bunun ardından TKÇK sezici yapısı oluşturulmuş ve analiz edilmiştir.
Önce TKÇK sezici tipinin kendi karakteristikleri incelenmiş ardından da elde edilen sonuçlar diğer sezici yapılarının performansı ile karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlara göre genel anlamda düşük SNR değerlerindeki hata dağılımının fazlalığı nedeniyle nispeten kötü bir performansa sahip olan TKÇK sezici tipinin yüksek SNR değerlerinde diğer lineer sezici tiplerinden daha üstün bir performans sergilediği görülmüştür. Bu aşamada yapılan çalışmalarda görülen performansı daha iyi bir düzeye çıkarmak için DD-KBÇE sisteminde Turbo kodlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Uygulanan kodlama tekniğinin incelenen TKÇK sezici yapısının performansına etkisi analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, Turbo kod uygulaması sistem performansına artan SNR değerleri ile birlikte yaklaşık 1000 katlık bir katkı sağlamıştır.
Tek alıcı antenine sahip sistemlerde yapılan bu analizlerin ardından sistem alıcı anten çeşitlemesi sağlanacak şekilde genişletilmiş ve maksimum oran birleştirme tekniği kullanılarak farklı sayılarda alıcı antenine sahip olan sistemlerin performans kıyaslamaları yapılmıştır. Bu kapsamda yapılan ilk çalışma artan alıcı anteni sayısının TKÇK sezici performansına etkisini analiz etmek olmuştur. Gönderilen sinyalin alıcı tarafta mümkün olan en güçlü şekilde elde edilmesini sağlayan çeşitleme yapısı, TKÇK sezicinin artan alma anten sayısıyla birlikte çok daha iyi bir performans sergilemesini sağlamaktadır. Sonraki çalışmada M-QAM modülasyon tipi kullanılan bir sistemde artan M değeri ile birlikte TKÇK sezicinin performansı incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda beklendiği gibi artan QAM seviyesi ile birlikte TKÇK sezici performansında düşme gözlenmiştir. Daha sonra, 4 alıcı antenine sahip sistemlerde TKÇK, ilinti çözücü ve MMSE sezicilerinin performans analizleri yapılmış ve tek alıcı antenine sahip sistemlerin aynı analizleri ile kıyaslanmıştır.
Bunun sonucuna göre, alıcı anten çeşitlemesi TKÇK sezici üzerinde diğer sezicilerden daha iyi bir etki göstermiştir. Her üç sezici tipinin de artan anten sayısıyla birlikte performansında iyileşme görülürken, iyileşme oranının en yüksek olduğu sezici tipi TKÇK olmuştur. En son olarak tez çalışmasında uygulanan üç iyileştirme yöntemi olan TKÇK sezici, alıcı anten çeşitlemesi ve Turbo kodlama özelliği DD-KBÇE sistemlerine uygulanmış ve bu şekilde analiz yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, artan anten sayısıyla birlikte 12 dB SNR değerinde yaklaşık 10-2 bit hata oranı düzeylerine çekilebilen TKÇK sezici performansı, Turbo kodlama uygulanmasıyla birlikte aynı SNR değerinde 10-3 bit hata oranının altında seviyelere düşmüştür.
Bu tezde yapılan çalışma, kullanılan alıcı anten çeşitlemesi ve maksimum oran birleştirme tekniklerinden başka çeşitleme ve birleştirme teknikleri için genişletilebilir. Yine TKÇK sezici performansı lineer olmayan sezici yapılarının performansları ile de kıyaslanabilir. Ayrıca daha sonra yapılacak çalışmalarda TKÇK sezici tipinin pratik uygulamasının gerçekleştirilmesi düşünülebilir.
KAYNAKLAR
1. Proakis, J. G. And Salehi, M., “Đletişim Sistemlerinin Temelleri”, 1’inci baskıdan çeviri, Halis Altun, Ertan Öztürk, Yusuf Erkan Yenice, Nobel Yayın ve Dağıtım, Ankara, 623-639, 652-673 (2010)
2. Chen, H. H. And Chang, Y. N., “A new pilot-added CDMA multiuser detection scheme- SCCS detector & its performance in multipath channels”, IEEE Computer Society, 1530-1346/03: 1-5 (2003).
3. Chen, H. H. And Guizani, M., “Next generation wireless systems and networks”, John Wiley and Sons Inc., West Sussex, 79-93, 101-105 (2006).
4. Şener, S., “Çokyollu nakagami-m sönümlü kanallarda genelleştirilmiş ÇT DD-KBÇE sisteminin performans analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 4-22 (2006).
5. Sklar, B., “Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems Part 1: Characterization”, IEEE Communication Magazine, 0163-6804/97: 90-100 (1997).
6. Vasile, C., Marcu, I. M., Halunga, S. V. And Vizireanu, D. N., “MMSE multiuser detector performances improvement with convolutional and turbo coding”, IEEE, 978-1-4244-6363-3/10: 535-538 (2010).
7. Koçak, C., Ertürk, Đ. And Ekiz, H., “Yerel çok noktalı dağıtım sistemi (Local multipoint distribution system-LMDS)”, IX. Akademik Bilişim Konferansı, Kütahya, 141-147 (2007).
8. Çetinkaya, N., “Kablosuz Haberleşmede Kod Bölmeli Çoklu Erişim”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 16-33 (2007).
9. Harada, H. And Prasad, R., “Simulation and software radio for mobile communications”, Artech House Publisher, West Sussex, 50-61, 227-259 (2002).
10. Oturak, A., “KBÇE sistemlerde çoklu erişim karışımı hesaplama teknikleri”, Yüksek Lisans Tezi, Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak, 3-21 (2007).
11. Duel-Hallen, A., Holtzman, J., Zvonar, Z., “Multiuser detection for CDMA systems”, IEEE Personal Communications, 1070-9916/95: 46-58 (1995).
12. Raihan, S. R. S. And Ng, B. C., “DS-CDMA system with linear multiuser detection in AWGN Channel”, Georgian Electronic Scientific Journal:
Computer Science and Telecommunications, 1(15): 25-36 (2008).
13. Tekin, Y., “Sayısal haberleşmede turbo kodların simülasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 8-16, 30-37 (2008).
14. Shang, P., Kim, S. And Choi, K., “Soft MMSE receiver for turbo coded MIMO system”, Fourth IEEE International Workshop on Selected Topics in Mobile and Wireless Computing, 978-1-4577-2014-7/11: 471-475 (2011).
15. Boumerdassi, W., Collange, “Turbo codes encoding/decoding exit chart”, Yüksek Lisans Tezi, Georgia Tech, Atlanta, 2-10 (2010)
16. Wyk, D. J. And Linde, L. P., “Turbo coded/multi-antenna diversity combining scheme for DS/CDMA systems”, IEEE, 0-7803-428 l-x/97: 18-22 (1998).
17. Chuah, T. C., Sharif, B. S. And Hinton, O. R., “Turbo decoding for robust multiuser detection in impulsive noise channels”, Electronics Letter, 38(10):
459-461 (2002).
18. Haykin, S. And Moher, M., “Modern Wireless Communications”, Pearson Prentice Hall, 32-560 (2005).
19. Kim, Y. H., Cho, B. Y. And Kim, J. Y., “Wireless communication: Trends and technical issues for MIMO-OFDM system”, Advanced trends in wireless communications, First ed., Mutamed Khatib, InTech, 205-222 (2011).
20. Je, H. W., Shin, O. S. And Lee, K. B., “Acquisition for DS/CDMA systems with multiple antennas in frequency-selective fading channels”, IEEE Transactions on Wireless Communications, 2(4): 787-798 (2003).
21. Đnternet : “MIMO Technology Tutorial”
http://www.radio-electronics.com/info/antennas/mimo/formats-siso-simo-miso mimo.php
22. Đnternet : “Multiple Input Multiple Output (MIMO)”
http://www.sydaap.com/docs/MIMO.pdf
23. Srivastava, N., “Diversity schemes for wireless communication - Short Review”, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 15(2): 134-143 (2010).
24. Tran, L. C., Wysocki, T. A., Merins, A. And Seberry, J., “Complex orthogonal space-time processing in wireless communications”, Springer Science+Business Media Inc., New York, 50-51 (2006).
25. Verdu, S., “Multiuser Detection”, Cambridge University Press, 20-390 (1998) 26. Alhaydary, J. A., “PSAM tabanlı LMMSE kanal tahmini ile Rician sönümleme
ortamında MRC/EGC anten çeşitlemesinin M-QAM sistemleri için performans
analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 3-7, 12-22 (2010).
27. Chen, Y. And Tellambura, C., “Performance Analysis of Three- Branch Selection Combining Over Arbitrarily Correlated Rayleigh- Fading Channels”, IEEE Trans. Wireless Commun., 4(3): 861-865 (2005).
28. Plicanic, V., “Antenna diversity studies and evaluation”, Yüksek Lisans Tezi, Department of Electroscience Lund University, Đsveç, 5-13 (2004).
29. Ravindrababu, J. And Rao, E. V. K., “Performance analysis and comparison of linear multi-user detectors in DS-CDMA system”, International Journal of Electronics and Communication Engineering & Technology (IJECET), 3(1):
229-243 (2012)
30. Venkateswarlu, Y., Sandeep, K. and Chakravarthy, A., “CDMA and MAI Problem elimination methods”, International Journal of Scientific and Research Publications, 2(7): 1-13 (2012)
31. Uzmi, Z. A., “Simplified multiuser detection for CDMA systems”, Doktora Tezi, Department of Electrical Engineering and the Committee on Graduate Studies of Stanford University, Stanford, 37-47, 77-94 (2002).
32. Sahay, V., “Multiuser detection for CDMA system”, Yüksek Lisans Tezi, Department of Electronıcs and Communication Engineering National Institute of Technology Rourkela, Rourkela, 12-19 (2011).
33. Shin, O. S. And Lee, K. B., “Use of multiple antennas for DS/CDMA code acquisition”, IEEE Transactions on Wireless Communications, 2(3): 424-430 (2003).
34. Simon, M. K. And Alouini, M., “Digital communication over fading channels: A Unified Approach to Performance Analysis”, John Wiley and Sons Inc., New York, 15-26, 259-314 (2000)
35. Moreira, J. C. And Farrell, P. G., “Essential of error control coding”, John Wiley and Sons Inc., West Sussex, 209-239 (2006)
36. Çakır, B., “Multiuser detection in CDMA system and its simulation in matlab”, Yüksek Lisans Tezi, Çankaya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 25-31 (2007).
37. Çiçek, M., “Çok taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim sistemlerinde çok kullanıcılı sezme teknikleri”, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 1-10, 32-54 (2008).
38. Sorgucu, U., Kabalcı, Y., Develi, Đ., “Kod bölmeli çoklu erişim haberleşmesinde yayma kodlarının bit hata oranı başarımı üzerine etkisi”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 27(3):242-246 (2011)
39. Wang, X. And Poor, H. V., “Space-Time multiuser detection in multipath CDMA channels”, IEEE Transactions on Signal Processing, 47(9): 2356-2374 (1999).
40. Kühn V., “Wireless communications over MIMO channels”, John Wiley & Sons Ltd, West Sussex, 1-388 (2006).
41. Kumar, K. And Singh, M., “ A comparison of different detection algorithms in MIMO system”, Internatıonal Journal of Advanced Engineerıng Sciences and Technologies, 7(2): 301-304 (2011).
42. Chan, T. And Ho, P., “Bit-error probability of uncoded QPSK transmitted over a 2-ray frequency selective rayleigh fading channel”, ICC, CH3132-810000-0311:
311-315 (1995).
43. Abu-Rgheff, M. A., “Introduction to CDMA wireless communications”, 1st ed., Elsevier Ltd., Oxford, 79-93, 120-142 (2007).
44. Reddy, Y. S., Reddy, M. V., Ayyanna, K. and Kishore, V. K., “Performance analyses of linear multiuser detectors for DS/CDMA systems over AWGN channel”, International Journal of Electronics and Communication Engineering & Technology (IJECET), 2(4): 918-923 (2012)
45. Duran, Ö. A., “Multiuser receivers for CDMA downlink”, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-46 (2008).
46. Pickholtz, R. L., Schilling, D. L. And Milstein, L. B., “Theory of Spread-Spectrum Communications-A Tutorial”, IEEE Transactions on Communications, 30(5): 855-884 (1982).
47. Jung, P., Nabhan, M. And Blanz, J., “Application of turbo-codes to a CDMA radio system using joint detection and antenna diversity”, Vehicular Technology Conference IEEE 44th, Almanya, 770-774 (1994).
48. Garg, D. And Adachi, F., “Chip interleaved turbo codes for DS-CDMA in a rayleigh fading channel with diversity reception”, Vehicular Technology Conference IEEE 56th, Japonya, 1777-1781 (2002).
49. Tuğcu, E., “Turbo kodlar ve turbo denkleştiriciler”, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 10-34 (2007).
ÖZGEÇMĐŞ
Kişisel Bilgiler
Soyadı, adı : YILDIRIM GÜNDOĞAN, Sezin Uyruğu : T.C.
Doğum tarihi ve yeri : 31.08.1986 Ankara Medeni hali : Evli
Telefon : 0 (312) 321 96 02
e-mail : sezin.yildirim@gazi.edu.tr
Eğitim
Derece Eğitim Birimi Mezuniyet tarihi Yüksek lisans Gazi Üniversitesi /
Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü 2013 Lisans Gazi Üniversitesi/
Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü 2009 Lise Đncirli Lisesi (YDA) 2004
Đş Deneyimi
Yıl Yer Görev
2009- ASELSAN A.Ş Mühendis
Yabancı Dil Đngilizce
Hobiler
Kitap okumak, Sinema, Tiyatro