Genelleştirilmiş Frekans Bölmeli Çoklu Erişim Tekniğinin Akıllı Yüzeylerdeki Performansının İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: RAMAZAN AYDEMİR
Danışman: Hacı İlhan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yıllarda, birçok kablosuz teknoloji, dijital verileri çoklu taşıyıcı frekansları üzerinden kodlamak için popüler bir şema olarak Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullama (OFDM) şemasını benimsemiştir. OFDM, geniş bant iletişim için mevcut ve geçmişteki kablosuz standartlarda egemenliğini sürdürürken, Genelleştirilmiş Frekans Bölmeli Çoğullama (GFDM), 5G için aday dalga biçimlerini araştıranlar arasında, iyi bilinen sınırlamaları nedeniyle OFDM'nin yerine tercih edilmeye başlanmıştır. OFDM, her veri paketinin önemli bir kısmı döngüsel önek (CP) bölümlerine tahsis edildiğinden, bant genişliği verimsizliğine sahiptir. Bununla birlikte, yeni uygulamalar ortaya çıkmakta ve OFDM tarafından çok iyi bir şekilde ele alınamayan iletişim sistemlerine yeni gereksinimler getirmektedir. Bu, iletim sinyalinin spektrumunu şekillendirebilen, frekans çevik, ölçeklenebilir bir geniş bant sistemi gerektirir. Önemi artan başka bir durum ise, önemli yönlerin enerji verimliliği, trafik, aktarım hızı, gecikme süresi, hizmet kalitesi ve mobilite için değişen gereksinimleri olan son derece büyük sayıda kullanıcıyı idare etme yeteneği olduğu makineler arası iletişimdir. Pille çalışan cihazlar için bu, eş zamansızlığa dayanıklı, küçük iletişim ek yükü olan şemalar gerektirir. Güç bir sorun olmadığında, genellikle artan bir bant genişliği verimliliği istenir. Bu yönleri ele almak için tercih edilen GFDM, filtre bankası (filter bank) yaklaşımına dayanan dijital birçok taşıyıcılı konsepttir. Planın gücü, yüksek esnekliğinde yatmaktadır. Veriler, zaman ve frekansa yayılan iki boyutlu bir blok yapısına yayılabilir. İletim sinyali, ayarlanabilir darbe şekillendirme filtreleriyle elde edilen güçlü frekans lokalizasyonu sergiler. Ayrıca, aksi takdirde filtre kuyruklarından meydana gelebilecek hız kaybını önlemek için kuyruk ısırma (tail biting) uygulanır ve veriler çok yollu bir kanaldan iletildiğinde basit bir eşitleme yolu sağlamak için döngüsel önek tekniği kullanılır. Bununla birlikte, değişken darbe şekillendirme filtrelerinin tanıtılmasıyla, alt taşıyıcılar arasındaki dikgenlik etkilenir. Sonuç olarak, kendi kendine indüklenen ara taşıyıcı ve semboller arası girişimlerin hesaba katılması gerekir. Öte yandan, Geniş Akıllı Yüzeyler (LIS) içeren çeşitli yöntemler, spektral verimliliği artırmak ve iletim güç tüketimini en aza indirmek arasındaki soruna bir çözüm olarak önerilmiştir. LIS, sahip olduğu birden fazla düşük maliyetli reflektör dizileriyle vericiden gelen sinyalleri ayarlanabilir faz kaymalarıyla yansıtabilir. LIS donanımlı sistemler, çeşitli senaryolarının gereksinimlerini karşılayan dijital iletişim sistemlerinden ultra güvenilirlik, yüksek spektral ve güç verimliliğinden yararlanır. Bu tezde, verici olarak bir baz istasyonu, LIS ve MMSE alıcısı olarak bir hedef arasında GFDM kablosuz iletişim dalga biçimini kullanan yeni nesil kablosuz iletişim sistemi önerilmiştir ve performansı incelenmiştir. Önerilen bu sistemde, hem kaynak ile LIS arasındaki kanalın hem de LIS ile hedef arasındaki kanalın Rayleigh sönümlü kanallar olduğu varsayılır. LIS sayesinde sistemin performansının artırılacağı düşünülüyor. LIS, alıcıdaki sinyal kalitesini iyileştirmek için kasıtlı olarak gelen dalgaların fazlarını değiştirir. Ayrıca, önerilen LIS Destekli GFDM sisteminde yeni nesil kablosuz iletişim sistemleri düşünüldüğünde çok fazla aygıt haberleşmeye katılacak ve bununla birlikte veri akışı da çok fazla olacaktır. Yoğun veri akışının olduğu bu tarz senaryolarda enerjiden tasarruf etmek amaçlı ayrıca sistemde Zaman Anahtarlamalı Aktarım (TSR) enerji hasatlama protokolü tercih edilmiş ve enerji hasadı sonrasında sistemin performansına etkisi bilgisayar benzetimleriyle karşılaştırılmıştır. Önerilen LIS Destekli GFDM sisteminin doğruluğu bilgisayar benzetimleriyle değerlendirilmiştir.