10. DENEYSEL SONUÇLAR
10.3. Tek Giriş Tek Çıkışlı Bir Sistemde Performans Analizleri
Uyumlu filtre (MF), ilinti çözücü (DEC) ve en küçük ortalama karesel hata (MMSE) çok kullanıcılı sezici tiplerinin kullanıldığı sistemlerin kıyaslamalı BER analiz sonuçları
Bu bölümde ilk olarak 4 ve 10 kullanıcılı DD-KBÇE Sistemlerinin literatürde kullanılan farklı sezici yapılarında performans analizi incelenmiştir. Bu çalışmanın yapılmasındaki amaç ilerleyen aşamalarda TKÇK sezici yapısının kıyaslanacağı sezici tiplerinin davranışlarını tanımaktır. Simülasyon parametreleri; mesaj uzunluğu 100 bit, kod uzunluğu 15 bit ve döngü sayısı 4800 olarak belirlenmiştir.
Simülasyonda QPSK modülasyon, alıcı tarafta tek anten yapısı kullanılmış ve Turbo kodlama tekniği kullanılmamıştır. Bu analizde uyumlu filtre, ilinti çözücü ve MMSE sezicilerin performansları karşılaştırılmıştır.
Şekil 10.3. 10 Kullanıcılı senkron DD-KBÇE sisteminde uyumlu filtre, ilinti çözücü ve MMSE çok kullanıcılı sezicilerin kıyaslamalı BER analiz sonuçları
0 2 4 6 8 10 12 14 16
10-2 10-1 100
SNR
BER
BER Performance Kullanıcı Sayısı=10
MF DEC MMSE
Şekil 10.4. 4 Kullanıcılı Senkron DD-KBÇE Sisteminde uyumlu filtre, ilinti çözücü ve MMSE çok kullanıcılı sezicilerin kıyaslamalı BER analiz sonuçları Çok yollu Rayleigh sönümlemeli ortamlarda senkron DD-KBÇE sistemlerinin kullanıcı sayısı 4 ve 10 için farklı çok kullanıcı sezici tipleri kullanılarak yapılan performans analizleri Şekil 10.3 ve Şekil 10.4’de verilmiştir. Simülasyon sonucundan da görülebileceği gibi çok düşük sinyal gürültü oranı değerlerinde uyumlu filtre yapısı diğer sezici yapılarından daha iyi bir performans sergilerken, sinyal gürültü oranı değeri arttıkça MMSE sezici diğer sezicilerden üstün performans sergilemeye başlamakta ve ilinti çözücü sezicinin performansı uyumlu filtre yapısının performansının üzerine çıkmaktadır. Grafiklerden de anlaşılabileceği gibi ilinti çözücü sezici ve MMSE sezici yapılarının performansı uyumlu seziciye göre üstünken bu iki sezici yapısının performansının özellikle artan sinyal gürültü oranıyla birlikte birbirine yaklaştığı görülür. Ayrıca elde edilen iki sonuç karşılaştırıldığında artan kullanıcı sayısıyla birlikte tüm sezici tiplerinin performansında bir düşme olduğu görülmektedir.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
10-2 10-1 100
SNR
BER
BER Performansı Kullanıcı Sayısı=4
MF DEC MMSE
0 5 10 15 20
2. ve 3. Kullanıcıların TKÇK Sezici Performansı
Kullanıcı 2
2. ve 3. Kullanıcıların TKÇK Sezici Performansı
Kullanıcı 2 Kullanıcı 3
TKÇK çok kullanıcılı sezici tipinin kullanıldığı sistemlerin farklı kullanıcı sayılarında BER analiz sonuçları
Bu bölümde ilk olarak alıcıda kullanılan lokal koda bağlı olarak 2. ve 3.
kullanıcıların ayrı ayrı performans analizi yapılmıştır. 1, 2, 3, 4 ve 5 kullanıcılı DD-KBÇE Sistemlerinin TKÇK sezici yapısı kullanılarak performans analizi yapılmıştır.
Simülasyon parametreleri; mesaj uzunluğu 100 bit, kod uzunluğu 15 bit, tek kod çevrim sayısı 5 ve döngü sayısı 4800 olarak belirlenmiştir. Simülasyonda QPSK modülasyon, alıcı tarafta tek anten yapısı kullanılmış ve Turbo kodlama tekniği kullanılmamıştır.
TKÇK sezici tipinin en ilginç özelliklerinden biri alıcı tarafında kullanılan lokal koda bağlı olarak her bir kullanıcıya ait performans değerinin değişiklik göstermesidir. Bu durum genel anlamda alıcı tarafında lokal kod olarak j’inci kod olan cj(t)’yi kullanmanın, j’inci kullanıcıya ait bilgilerin sezilmesinde faydalı olabileceği şeklinde yorumlanabilir. Aşağıdaki şekilde 4 kullanıcılı bir sistemde 2. ve 3. kullanıcıların performansının önce 3. kullanıcıya ait yayma kodu kullanılarak daha sonra ise 2.
kullanıcıya ait yayma kodu kullanılarak değişimi gösterilmiştir. Burada 2.
kullanıcının kendisine ait yayma kodunun kullanılmasıyla birlikte artan performansı gözlenebilmektedir.
(a) (b)
Şekil 10.5. Alıcıda kullanılan lokal TKÇK kodunun kullanıcılara ait BER performansına etkisi a) Lokal kod c3(t) b) Lokal kod c2(t)
Gözlemlenen bu durum ışığında söz konusu sezici tipi için önerilebilecek bir çalışma yöntemi de, veri sezme işlemine başlamadan önce sistemde ulaşılabilir olan tüm kodları taramak ve istenen kullanıcı için en iyi performansı sağlayan kodun seçilerek veri sezme safhasında kullanılması olabilir.
Daha sonra, 1, 2, 3, 4 ve 5 kullanıcılı DD-KBÇE Sistemlerinin TKÇK sezici yapısı kullanılarak performans analizi yapılmıştır. Lokal kod olarak verici tarafındaki bilgilerin hiçbirine sahip olunmadığı farz edilerek verici tarafı ile aynı aileden ancak tamamen farklı bir kod kullanılmıştır. Simülasyon parametreleri olarak bir önceki çalışmada kullanılan parametreler kullanılmıştır.
Şekil 10.6. 1, 2, 3, 4 ve 5 kullanıcılı senkron DD-KBÇE sisteminde TKÇK çok kullanıcılı sezicinin BER Analiz Sonuçları
Simülasyon sonuçlarından da görüleceği üzere ortamdaki kullanıcı sayısı arttıkça tipik bir çok kullanıcılı sezicide görüldüğü gibi sistemin bit hata oranı da artmaktadır.
Sistemde kullanıcı sayısı arttıkça kanaldaki çoklu erişim girişimi artmakta ve bu durum sistem performansını olumsuz anlamda etkilemektedir.
0 5 10 15 20
10-4 10-3 10-2 10-1 100
SNR
BER
Kullanıcı Sayısı 1, 2, 3, 4, 5 için TKÇK Sezici Performansı
Kullanıcı Sayisi=1 Kullanıcı Sayisi=2 Kullanıcı Sayisi=3 Kullanıcı Sayisi=4 Kullanıcı Sayisi=5
TKÇK, ilinti çözücü ve MMSE çok kullanıcılı sezici tiplerinin kullanıldığı sistemlerin kıyaslamalı BER analiz sonuçları
Bu bölümde yapılan çalışmada, 4 kullanıcılı senkron DD-KBÇE Sistemlerinin TKÇK, ilinti çözücü ve MMSE sezici yapıları kullanılarak performans analizi yapılmıştır. Simülasyonda bir önceki çalışmada verilen parametreler kullanılmıştır.
Şekil 10.7. 4 kullanıcılı senkron DD-KBÇE sisteminde TKÇK, ilinti çözücü ve MMSE çok kullanıcılı sezicilerin kıyaslamalı BER analiz sonuçları Çok yollu Rayleigh sönümlemeli ortamlarda senkron DD-KBÇE sistemlerinin kullanıcı sayısı 4 için farklı çok kullanıcı sezici tipleri kullanılarak yapılan performans analizi Şekil 10.7’de verilmiştir. Simülasyon sonucundan da görülebileceği gibi düşük sinyal gürültü oranı değerlerinde MMSE sezici TKÇK ve ilinti çözücü seziciye göre daha üstün bir performans sergilerken yaklaşık 4 dB gibi bir sinyal gürültü seviyesinden sonra TKÇK sezicinin her iki seziciden de daha üstün bir performans sergilemeye başladığı görülmektedir.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
10-3 10-2 10-1 100
SNR
BER
4 Kullanıcılı Sistemde TKÇK, DEC ve MMSE Sezici Performans Kıyaslaması
TKÇK DEC MMSE
Tek antenli bir sistemde turbo kodlamanın TKÇK çok kullanıcılı sezici performansına etkisi
Bu bölümde, 4 kullanıcılı turbo kodlama kullanılan senkron DD-KBÇE Sistemlerinde TKÇK sezici performansı analiz edilmiştir. Simülasyonda QPSK modülasyon ve alıcı tarafta tek anten yapısı kullanılmıştır. Parametre olarak; mesaj uzunluğu 100 bit, kod uzunluğu 15 bit, tek kod çevrim sayısı 5 ve döngü sayısı 10000 belirlenmiştir. Turbo Kod oranı 1/3 olarak ele alınmıştır.
Şekil 10.8. Turbo kodlama tekniği kullanılan 4 kullanıcılı senkron DD-KBÇE sisteminde TKÇK çok kullanıcılı sezicinin BER analiz sonuçları Kodlama teknikleri, sistemde iletilen mesaj paketlerinin iyi bir şekilde kodlanması ve iletim esnasında sistemden kaynaklı bozucu etkilerden en düşük oranda etkilenerek alıcı tarafta minimum hatayla elde edilmesi amacıyla geliştirilmiştir. Çalışmada kullanılan Turbo kodlama ise kodlama aileleri içerisinde istenen kapasite limitlerine en yakın olanıdır. Bu tekniğin kullanıldığı senkron DD-KBÇE sistemlerinde TKÇK Çok Kullanıcılı Sezici performans analizi Şekil 10.8’de verilmiştir. Simülasyon sonucundan da görülebileceği gibi tüm sinyal gürültü oranlarında turbo kodlama kullanılan bir yapı kodlamasız bir yapıya göre çok daha üstün performans sergilemektedir.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
10-4 10-3 10-2 10-1 100
SNR
BER
4 Kullanıcılı Bir Sistemde Turbo Kodlamanın TKÇK Sezici BER Performansına Etkisi
Turbo Kodlama r=1/3 Turbo Kodlamasız
10.4. Tek Giriş Çok Çıkışlı Bir Sistemde Alıcı Anten Çeşitlemesi Maksimum