Testbed implementation of a MIMO-OFDM data link at sub 6 GHz frequency bands using an SDR platform
6 GHz altı frekans bantları için SDR tabanlı MIMO-OFDM veri bağı test ortamı gerçeklemesi
- Tez No: 520784
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda yapılan çalışmalar spektral verimlilik ve çeşitleme avantajları sayesinde çok girdili çok çıktılı (MIMO) sistemlerinde yoğunlaşmıştır. MIMO sistemlerinde, dikey frekans bölmeli çoklama (OFDM) tekniği genişbant frekans seçmeli kanalı darbant düz kanallara dönüştürdüğü için oldukça tercih edilen bir modülasyondur. Böylece, MIMO-OFDM ile sinyal zaman, frekans ve uzayda temsil edilebilmektedir. Bu durum çoğullama ve çeşitleme üzerinde büyük bir avantaj getirir. Son on yıl içerisinde MIMO-OFDM sistemlerinin popüler olması sebebiyle bu sistemler için farklı algoritmalar çalışılmakta ve gerçek ortamda test edilip doğrulanması için test ortamlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada 6-GHz altı frekans bandında çalışan SDR tabanlı bir MIMO-OFDM veri bağı test ortamı gerçeklenmiştir. İlk olarak, MIMO-OFDM veri bağına ait, çeşitli senkronizasyon, kestirim, denkleştirme ve sezim algoritmaları içeren bir fiziksel katman (PHY) tasarlanmıştır. Ayrıca, farklı kanal koşullarında simülasyon ortamında modellenen bazı RF bozulmalarını da dikkate alarak PHY başarımını test etmek ve doğrulamak için MATLAB programında bir MIMO-OFDM simülatörü gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak, SDR cihazları kullanılarak bir MIMO-OFDM test ortamı gerçeklenmiştir. Sinyal üretimi ve demodülasyon işlemleri için MATLAB simülatörümüz kullanılmıştır. SDR'lar ile sinyal iletimi ve kayıt işlemleri için ise GNU Radio yazılımı Python ortamında kullanılmıştır. Testler 5G standardizasyonunda önde gelen aday frekans bantlarından 3.5 GHz'de gerçekleştirilmiştir. Tasarladığımız MIMO-OFDM veri bağı fiziksel katmanı kapalı ve açık olmak üzere farklı ortamlarda test edilmiştir. Ayrıca, 3.5 GHz frekans bandındaki kanal SISO ve 2x2 MIMO senaryoları için kapalı ve açık alanlarda ölçülmüştür. Kanalın durgun ve hareketli durumlardaki karakterizasyonu incelenmiştir ve tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Studies in recent years concentrate on multiple input multiple output (MIMO) systems because of spectral efficiency and diversity advantages. In MIMO systems, a technique called orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is highly preferred since it turns wideband frequency selective channel into narrowband flat channels. Hence, the signal can be represented in time, frequency, and space with MIMO-OFDM. This brings a huge advantage on both multiplexing and diversity. Because of its popularity in the last decade, people are studying various algorithms for MIMO-OFDM systems and they always need a testbed platform in order to test and validate the algorithms in a real environment. In this study, a testbed for MIMO-OFDM data link is implemented by using software defined radio (SDR) devices working at sub-6 GHz. First, a physical layer (PHY) for MIMO-OFDM data link is designed including various synchronization, estimation, equalization, and detection algorithms. Additionally, a MIMO-OFDM simulator is implemented in MATLAB in order to test and verify the performance of PHY in different channel conditions also by taking into account some RF impairments that are modeled in simulation environment. Second, a MIMO-OFDM testbed is implemented with SDR devices. For transmit signal generation and demodulation operations our MATLAB simulator is used. However, for signal transmission and acquisition with SDRs, GNU Radio software is used in Python environment. Tests have been carried out at 3.5 GHz which is the foremost candidate frequency band in 5G standard. Our MIMO-OFDM data link PHY has been tested in various places including indoor and outdoor environments. Also, the channel at 3.5 GHz was measured for SISO and 2x2 MIMO scenarios in both indoor and outdoor environments. The characterization of the channel in static and dynamic conditions is investigated and discussed.
Benzer Tezler
- Design and implementation of beyond 5g physical layer schemes
5g sonrası fiziksel katman şemalarının tasarımı ve gerçeklemesi
CANER GÖZTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Parallel decodable channel coding implemented on a MIMO testbed
Bir MIMO haberleşme test düzeneği üzerine kurulmuş paralel çözülebilir kanal kodlama
TUĞCAN AKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ
- A comparative study on conventional and energy-based autopilot systems on a jet-powered aircraft
Geleneksel ve enerji tabanlı otopilot sistemlerinin jet motorlu bir hava aracında karşılaştırması
RUMEYSA KÖKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- Space time adaptive processing (STAP) in multi input multi output (MIMO) radar
Çok girişli çok çıkışlı (ÇGÇÇ) radar larda uzay zaman adaptif işleme
MEYSAM BEHNAM KHAJEHPASHA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Sivil Havacılıkİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KARTAL
- On control of direct-drive permanent magnet synchronous machines in micromobility applications
Mikromobilite uygulamalarında kullanılan direkt sürüşlü kalıcı mıknatıslı senkron makinelerin kontrolü üzerine
KÜRŞAD METEHAN GÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYHAN KURAL
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR