Uzay-zaman kodlamalı çoklu msk yapıları
Space-time coded multiple msk schemes
- Tez No: 126946
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT AYGÖLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Haberleşme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
ÖZET Gezgin telsiz kanallarda iletişim kalitesini düşürecek çeşitli etkiler bulunmaktadır. Bunlar toplamsal beyaz Gauss gürültüsü, çok-yollu iletimden kaynaklanan sönümleme etkisi ve kanallararası girişim olarak sıralanabilir. Yüksek gezginliğe sahip bir iletişim kanalı üzerinden iletimde hata başarımı kanaldaki sönümleme etkisinden önemli biçimde etkilenir. Vericiden iletilen işaretin kopyalarının alıcıya değişik yollardan farklı gecikme ve kazanç değerleri ile ulaşması durumunda ortaya çıkan sönümleme etkisi yüksek hata başarımına sahip iletişim sistemi tasarımında göz önüne alınacak en önemli bozucu etkidir. Sönümleme etkisinden kurtulmak amacıyla çeşitleme tekniklerinden yararlanılması gerekmektedir. Çeşitleme teknikleri, iletim ortamında bağımsız kanallar yaratılarak iletilecek bilginin kopyalarının bu kanallar üzerinden alıcıya ulaştırılması ilkesine dayanmaktadır. Böylece, bağımsız kanallardan biri derin sönümlemeden etkilense bile alıcıya bir diğer kanaldan ulaşabilecek (daha az zayıflamış) bir kopya iletilen işaretin hatasız kestirilmesini sağlamaktadır. Çeşitleme zamanda, frekansta ve/veya uzayda sağlanabilmektedir. Zaman çeşitlemesinde bağımsız kanallar değişik zaman aralıklarında işaret iletimi ile sağlanırken, frekans çeşitlemesinde bu kanallar değişik frekans bandlar ının birlikte kullanılması ile sağlanır. Uzay çeşitlemesinde ise verici ve/veya alıcıda birden çok kanal kullanılıp bunlar birbirlerinden yeteri kadar uzağa yerleştirilerek elde edilen kanalların istatistiksel bağımsız sönümlemelerden etkilenmesi sağlanır. Alıcı anten çeşitlemesi literatürde oldukça yoğun şekilde incelenmiş iken verici çeşitlemesi konusunda yeteri kadar çalışma yapılmamıştır. Gezgin iletişim sistemlerinde kullanılan baz istasyon-gezgin birim kanalı için alıcıda birden çok anten kullanmak gezgin birimin boyutunu ve maliyetini oldukça arttırmaktadır. Her bir gezgin birimde birden çok anten kullanarak maliyetlerini arttırmak yerine verici çeşitlemesi kullanılarak sadece baz istasyonda birden çok anten kullanılarak aynı kazanç sağlanabilmektedir. Literatürde yakın zamanda ortaya atılan, bu düşünceye dayalı bir yapı uzay-zaman kodlaması olarak adlandırılmaktadır. Uzay-zaman kodlamasında birden çok verici ve/veya alıcı anten kullanılarak her bir verici anten için, tüm iletişim sisteminin başarımı göz önünde tutularak, ayrı ayrı kodlar tasarlanmaktadır. Yakın zamanda ortaya atılan uzay-zaman kodlama tekniği literatürde genellikle faz kaydırmalı anahtarlamaya (PSK) ve dördül genlik modülasyonuna (QAM) uygulanmıştır. Bu çalışmada ise uzay-zaman kodlama tekniği ile çoklu kafes kodlamalı minimum kaydırmalı anahtarlama (MSK) tekniği birleştirilerek yüksek xıhata başarımma sahip bir iletişim sistemi önerilmiştir. Elde edilen bu iletişim sistemi uzay-zaman kodlama tekniğinin beraberinde getirdiği uzay ve zaman çeşitlemeleri sayesinde yüksek hata başarımına sahipken, sürekli faz modülasyonunun özel bir biçimi olan MSK modülasyonu nedeniyle yüksek band verimliliğine sahiptir. Bu çalışmada, uzay-zaman kodlama tekniği MSK modülasyonuna uygulanmış, iki verici ve bir alıcı anten için iki, dört ve sekiz durumlu uzay-zaman kodlamalı çoklu MSK sistemler önerilmiştir. Bu sistemlerin tasarımlarında, hızlı ve duruğumsu sönümlemeli kanallarda uzay-zaman kodlarının tasarım ölçütlerinin en iyileştirilmesi yoluna gidilmiş ve bu amaçla geliştirilen bir kod arama algoritmasından yararlanılmıştır. Önerilen kodların hata başarımları geliştirilen bilgisayar benzetimleri yardımıyla incelenmiş referans yapılara göre olan üstünlükleri Rayleigh sönümlemeli kanallar için ortaya konulmuştur. Önerilen yapıların hızlı sönümlemeli kanallar üzerindeki hata başarımının analitik yolla kestirilmesi amacıyla tam doğru hata hesabı kullanılmış ve yüksek işaret-gürültü oranlarında analitik kestirim ile bilgisayar benzetim sonuçlarının yakınsadığı gözlenmiştir. xıı
Özet (Çeviri)
SPACE-TIME CODED MULTIPLE MSK SCHEMES SUMMARY Mobile wireless channel has severe problems that do not allow high-speed reliable data communications. Some of these problems are the additive white Gaussian noise, multipath fading, and interchannel interference. At high mobility conditions, the performance of wireless communication system is severely degraded by the multipath fading effects. Multipath fading is caused by the summation of the replicas of the transmitted signal over different paths with different delays and gains. It is the primary destructive effect that should be considered while designing a communication system with high error performance. Diversity techniques should be used in order to increase the error performance of communication systems in fading channels. These techniques form independent subchannels and transmit replicas of data over these subchannels. Thus, even when one of the subchannels is in deep fade, a less-attenuated copy of the data arriving to the receiver can increase the error performance. Diversity can be achieved in time, frequency and/or space. In temporal diversity technique, independent subchannels are formed by transmitting the replicas in different time intervals, while, in frequency diversity technique, independent subchannels can be formed over different frequency regions. Space diversity technique generally employs multiple transmit and/or receive antennas. These antennas are located at enough distance of each other to ensure that the formed channels are independent. While the receiver diversity techniques are widely investigated in the literature, transmit diversity techniques received much attention recently. For a base station-mobile unit channel, employing multiple antennas at each mobile unit results in an increase of the size and cost of the mobile units. The same performance improvement can be achieved by using multiple antennas at the transmitter (base station) resulting in a lower cost of the overall communication system. This new scheme, recently proposed in the literature, is known as space-time coding. Main idea of this technique is using multiple transmit antennas and designing different codes for each transmit antenna by jointly considering the overall system error performance. Until now, space-time codes have been applied to phase shift keying (PSK) and quadrature amplitude modulation (QAM) schemes, where, in this work, it is applied to multiple trellis coded minimum shift keying (MSK) modulation to xiuachieve high error performance. The proposed scheme has high power-efficiency due to the space-time coding technique, while the bandwidth-efficiency comes from the minimum shift keying modulation. In this work, space-time coding technique has been applied to MSK modulation and space-time coded multiple MSK schemes employing two transmit and one receive antennas with 2, 4, and 8 states are proposed. A computer-based code search algorithm has been developed to find schemes maximizing the error performance criteria of the space-time coding technique over rapid and quasi-static fading channels. Error performances of the proposed codes have been investigated via computer simulations for the Rayleigh fading channels. Bit and frame error probability curves have been obtained and comparisons with the corresponding reference schemes have been made to emphasize the performance improvement. The exact error probability calculations have been made for rapid fading channels. Computer simulations have been shown to converge with the analytical error curves at high signal-to-noise ratios. xiv
Benzer Tezler
- Uzay zaman frekans kodlamalı dik frekans bölüşümlü çoğullama sistemi
Space time frequency coded orthogonal frequency division multiplexing system
LEVENT AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDeniz Harp Okulu KomutanlığıElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SARP ERTÜRK
- Dikgen frekans bölmeli çoğullama sistemleri için önek tasarımı
Prefix design for orthogonal frequency division multiplexing
HAKAN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN DOĞAN
- İlintili sönümlenmiş kanallarda uzay-zaman kodlaması
Space-time coding in correlated fading channels
MÜGE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAFAK
- Joint structures involving pdsccs, tcm and space time codes
Pçsbkk, kkm ve uzay zaman kodları içeren yeni birleşik iletişim yapıları
AHMED AMEER SAEED AL- KATTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN GAZİ
- Diversity-multiplexing tradeoff for network coded cooperative OFDMA systems
Ağ kodlamalı işbirlikli OFDMA sistemleri için çeşitleme-çoğullama ödünleşimi
ALI REZA HEIDARPOUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL