Geri Dön

Tek taşıyıcılı frekans bölmeli çoklu erişim (SC-FDMA) sistemlerinde taşıyıcı frekans kaymasının kestirimi

Estimation of carrier frequency offset in single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) systems

  1. Tez No: 432311
  2. Yazar: MERVE BALKİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NECMİ TAŞPINAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: SC-FDMA, CFO, CP tabanlı kestirim, ML kestirimi, yapay sinir ağları MLP, SC-FDMA, CFO, Cyclic prefix (CP), Maximum likelihood (ML), artificial neural networks, MLP
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 80

Özet

Günümüzde kablosuz ağlar çok hızlı bir şekilde gelişmekte ve büyümektedir. Bu büyümeye karşılık kablosuz ağları kullanma isteği de hızla artmaktadır. Hızla artan bu isteği karşılama ihtiyacı yeni nesil sistemlerin geliştirilmesine yol açmıştır. Fakat kablosuz ağların gelişimi sırasında semboller arası girişim (ISI), çoklu erişim girişimi (MAI) ve spektrum kısıtlılığı gibi problemlerle karşılaşılmaktadır. Bu problemleri gidermek ve artan ihtiyaçları karşılamak amacı ile OFDM tabanlı sistemler önerilmiştir. OFDM tabanlı sistemler çok yollu yayılım sonucunda meydana gelen girişimleri dikgen frekans bölmeli çoğullama yaparak gidermeye çalışır. OFDM sistemler dikgen frekans bölmeli çoğullama işlemini, mevcut spektrumu daha küçük alt kanallara bölerek gerçekleştirirler. Bu sayede verinin yüksek miktarlarda iletimine izin verir. OFDMA sistemler OFDM tabanlı çoklu erişim sistemleridir. OFDMA sistemler yüksek miktarda veri hacimlerine izin vermelerine karşılık yüksek tepe-ortalama güç oranlarına (PAPR) sahiptirler. Yüksek PAPR değerleri kablosuz sistemler için istenmeyen bir durumdur. PAPR değeri güç verimliliğinin bir ölçüsüdür. Verimli sistemler için düşük PAPR oranları istenmektedir. Bu yüzden SC-FDMA sistemler, OFDMA sistemlere yer-uydu bağı haberleşmesi için LTE tarafından alternatif olarak kabul edilmiştir. SC-FDMA sistemler yüksek veri hızlarında ve geniş bant genişliklerinde haberleşme yaparlar. Fakat SC-FDMA sistemler taşıyıcı frekans kaymalarına (CFO) karşı hassasiyet gösterirler. Yani CFO, SC-FDMA sistemleri için istenmeyen bir durum olup sistem performansını olumsuz yönde etkilemektedir. CFO miktarı arttıkça sistem performansı düşmektedir. SC-FDMA sistemlerini elverişli hale getirebilmek için bu CFO değerlerinin kestirilip düzeltilmesi gerekmektedir. Bu tezde CFO'nun sistem performansı üzerine etkileri incelenmiş olup, kestirim algoritması olarak da daha önce OFDM sistemlerde kullanılmış olan CP (cyclic prefix) tabanlı kestirim metodu ve Maximum-likelihood kestirim metodu bu sisteme uyarlanarak kullanılmıştır. Bu metotların yanı sıra yapay sinir ağları (Çok Katmanlı Algılayıcılar-MLP) kullanılarak bilgisayar ortamında simülasyon çalışmaları ile bir kestirim metodu önerilmiştir. Son olarak bu üç kestirim metodu karşılaştırılmış ve en uygun yöntem seçilmeye çalışılmıştır.

Özet (Çeviri)

Wireless networks have a fast growth and development nowadays. In response to this transition, indeed the demand to use them is rising drastically. The requirement to meet this market resulted in developing new generation systems. As new wireless networks are designed; however, such problems exist as intersymbol interference (ISI), multiple access interference (MAI), and spectrum constraints. Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is proposed to eliminate those problems, and to meet the existing demand. OFDM is achieved by which the total bandwidth is divided into a series of non-overlapping frequency sub-bands. Thus, high volume of data is allowed. OFDMA systems are multi-user versions of the OFDM scheme. Although OFDMA systems are fast with high data volume, they have a high peak-to-average power ratio (PAPR- a measure of power efficiency) undesirable for wireless systems. Since low PAPR values are required for efficient systems, SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) has been adopted as a modified form of OFDM with similar throughput complexity and performance. SC-FDMA systems utilize broadband, high speed, and high data rate uplink communication. Yet, SC-FDMA systems are vulnerable to carrier frequency offsets (CFO) and suffer performance degradation, an undesirable situation directly proportional to the CFO. CFO values are subject to be minimized and corrected in order to make SC-FDMA systems convenient. In this thesis, we have analyzed the effects of CFO on system performance adopting the cyclic prefix (CP), widely used in OFDM systems as a prediction algoritm, and maximum likelihood (ML) estimation. Among those methods, a prediction method is proposed using artificial neural Networks (multilayer perceptron-MLP) in computer simulations. In conclusion, three prediction methods are compared and the most suitable method is predicted.

Benzer Tezler

  1. Sum-rate optimal resource allocation for single carrier frequency division multiple access systems

    Tek taşıyıcılı frekans bölmeli çoklu erişim sistemleri için toplam veri hızını enbüyükleyen özkaynak tahsisi

    TEOMAN MERT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN

  2. Sıfır alt-taşıyıcılı çoklu taşıyıcı frekansı ötelenmesi senkronizasyonu kullanan SC-FDMA yukarı-hat haberleşme sistemlerinin performans analizi

    Performance analysis of SC-FDMA uplink communication systems using multiple carrier frequency offset synchronization with null subcarriers

    MUSTAFA ANIL REŞAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUĞ

  3. İşbirlikli tek taşıyıcılı frekans bölmeli çoklu erişim sistemleri için alıcı tasarımı

    Receiver design for coopeative single carrier frequency division multiple access systems

    MEHMET MERİH LEBLEBİCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN DOĞAN

    DOÇ. DR. NİYAZİ ODABAŞIOĞLU

  4. Analysis and comparison of radio access techniques for UMTS and LTE

    UMTS ve LTE analizi ve radyo erişim tekniklerinin karşılaştırılması

    ERKAN İŞLER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGUT İKİZ

  5. Yazılım tabanlı radyolarda dik olmayan çoklu erişim sistemlerinin tasarımı ve performans analizi

    Design and performance analysis of non-orthogonal multiple access systems in software defined radios

    MEHMET AKİF DURMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT