Gelecek Nesil Aşağı Gönderim Sistemleri için Temel Yöntemler

Abstract

IEEE 802.16j, 3GPP-LTE Advanced ve 5G gibi yeni standartlar, işbirliğine olanak sağlar. Gerek baz istasyonuyla beraber röle istasyonlarının kullanıldığı, gerek femto/piko hücrelerin olduğu, gerekse cihazlar arası haberleşmenin gerçekleştiği durumlarda röleli yayınlama kanalı, sistemin yapıtaşı olarak karşımıza çıkar. Bu projede röleli yayınlama kanalı için sıkıştırma tabanlı yeni kanal kodlaması yöntemleri önerilmiştir. Bu yöntemler, basit sıkıştır-ilet (compress-forward, CF), birleşik CF, genelleştirilmiş CF, çoklu-betimlemeye dayalı CF ve ardışık iyileştirmeye dayalı CF yöntemleridir. İlk üç yöntemde, röle duyduğu sinyali alıcılara ulaştırmak için tek bir betim oluşturur. Son iki yöntemde ise röle, her bir alıcının kendi kanal ve yan bilgi kalitesine göre röleden farklı seviyede yararlanmasını sağlamak için, iki betim oluşturur. Ulaşılabilir veri hızı bölgeleri hem ayrık hafızasız, hem de Gauss kanallar için incelenmiştir. İki betim oluşturulan bu yöntemlerin, ilk üç yönteme ve çöz-ilet yöntemine göre çok iyi sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Gelecek nesil sistemlerde baz istasyonlarının, uç bağlantı noktalarının, giyilebilir cihazların, kablosuz sensör ağlarının ve akıllı şebekelerin vb. enerji hasadı yapan alıcı ve vericilerle çalışması öngörülmektedir. Gelen enerji rastgeledir ve başarılı iletim için gerekli enerji her zaman ulaşılabilir olmayabilir. Bu projede, enerji hasadı yapılan sonlu ufuklu, çevrimiçi, blok sönümlü haberleşme sistemlerinde kesinti olasılığı da çalışılmıştır. Bu problemin çözümüne iki farklı alt sınır bulunmuş, geniş çalışma bölgelerinde önerilen alt sınırlara yakın başarım sağlayan basit bir yöntem önerilmiştir. Son olarak alıcıda enerji hasadı yapılan çoklu antenli bir sistem incelenmiştir. Alıcıda örnekleme ve kod çözümü işlemleri arasında enerji tüketimi açısından bir ödünleşim vardır. Büyük örnekleme hızı için kod çözümü enerjisi daha küçüktür. Alıcıdaki anten sayısının artması örnekleme enerjisini artırırken, alıcı antendeki bilgilerin birleştirilmesi kod çözümü enerjisini azaltır. Bu bilgilerin ışığında, çoklu antenli, enerji hasadı yapan bir alıcı sistemi incelenmiş ve tek ve iki anten durumları karşılaştırılmıştır. Düşük veri hızlarında tek anten kullanımının daha verimli olduğunu gösterilmiştir.