Uyarlanabilir Akıllı Yüzeyler Kullanan İndis Modülasyon Tekniklerinin Performans Analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ONUR SALAN
Danışman: Hacı İlhan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kullanıcıların daha yüksek veri hızı ve daha iyi hizmet kalitesi gibi artan beklentilerini karşılamak için 4. Nesil (4G) çözümlerinin ötesinde yeni sistem modelleri önerilmiştir. Bu kapsamda, geleneksel haberleşme sistemlerine kıyasla donanım basitliğinin yanı sıra spektral ve enerji verimliliği açısından avantajlar sunan İndis Modülasyon(Index Modulation, IM) teknikleri önerilmiştir. IM şemaları, etkin olmayan iletim elemanlarının enerjisini aktif iletim elemanlarında kullanarak enerji verimli bir sistem sunmaktadır. Ayrıca, bilgi iletiminde yeni bir boyut kullanıldığı için donanımsal karmaşıklık artırılmadan sistemin spektral verimliliği artırılabilir. Literatürde çok fazla IM tekniği bulunmakla birlikte, bu tez kapsamında Uzaysal Modülasyon (Spatial Modulation, SM) ve Uzay Kaydırmalı Anahtarlama (Space Shift Keying, SSK) Modülasyonu incelenmektedir. 5. Nesil (5G) haberleşme sistemlerinin artan kullanıcı sayısı ve yeni iletişim modellerinin getirdiği zorlu haberleşme problemleri karşısında yetersiz kalacağı görüşünden dolayı araştırmacılar yayılma ortamının da kontrol edildiği çalışmalara yönelmişlerdir. Bu kapsamda, Uyarlanabilir Akıllı Yüzeyler (Reconfigurable Intelligent Surface, RIS) fikri önerilmiştir. RIS, çok sayıda küçük, düşük bütçeli ve pasif elemanlar yardımıyla herhangi bir enerji ihtiyacı olmadan gelen işareti uygun fazla yansıtır. Bu çalışmada, literatürdeki iki atlamalı iletişimde RIS ve erişim noktası olarak RIS şeklinde önerilen iki farklı RIS-tabanlı haberleşme sistemi teorik hata analiziyle birlikte sunulmaktadır. Hem IM şemalarının hem de RIS tabanlı haberleşme şemalarının sağladığı yüksek spektral verimlilik ve enerji verimliliğini elde etmek için RIS-tabanlı IM sistem modelleri önerilmektedir. Bu tezde, literatüre katkı olarak RIS-tabanlı SSK ve RIS-tabanlı SM şemalarının düşük karmaşıklıklı Greedy alıcı yapısı kullanılarak Weibull sönümlemeli kanal üzerindeki ortalama bit hata olasılığı (Average Bit Error Probability, ABEP) analitik olarak elde edilmektedir. Dahası, literatürde bulunmayan ve pratik uygulamalar için önemli olarak gördüğümüz Gauss dağılımlı hatalı kanal faz kestirimi durumunda önerilen sistemin hata performans analizi teorik olarak elde edilmektedir. Ayrıca, alıcıdaki işlem yükünü azaltacak derin sinir ağları kullanılarak her iki şema için de bit hata olasılıkları elde edilmektedir. Elde edilen analitik sonuçlar farklı sistem parametreleri kullanılarak düşük sinyal gürültü oranında (Signal-to-Noise Ratio, SNR) Monte-Carlo simülasyon sonuçları ile doğrulanmaktadır.