Çok yüksek hızlı tümleşik devre donanım tanımlama dili kullanılarak kablosuz haberleşme sistemleri için çok taşıyıcılı filtre bankası tasarımı
Multicarrier filter bank design for wireless communication systems using very high speed integrated circuit hardware description language
- Tez No: 662359
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYHAN AKBAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Haberleşme teknolojileri, gelecek nesillere daha iyi iletişim olanakları sağlamak amacıyla özellikle son yıllarda kapasitelerini artırmaya yönelik çalışmalara yoğunluk vermiştir. Kablosuz sayısal iletişim sistemlerinin giderek yaygınlaşması ve her geçen gün artan yüksek veri hızı ve servis kalitesi talepleri, daha fazla kapasite vaadeden yeni haberleşme tekniklerinin geliştirilmesini hızlandıran çalışmaların önünü açmıştır. Günümüzde 5G olarak adlandırılan beşinci nesil haberleşme sistemleri, geleceğin teknolojisi olarak görülmekte, yüksek performansı sayesinde araştırmacıları cezbetmektedir. Özellikle Çok Taşıyıcılı Filtre Bankası (FBMC) olarak bilinen modülasyon tekniği sayesinde önceki nesillerde kullanılan Dikgen Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (OFDM) modülasyonuna kıyasla daha yüksek hız ve performans elde edilmiştir. Bu tezde yeni nesil 5G teknolojisinde kullanılan FBMC modülasyon yapısı geliştirilmiş ve karşılaştırmalı çalışmalarla performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Tezde özellikle FBMC verici-alıcı tasarımındaki karmaşıklığı en çok etkileyen FFT/IFFT, filtreleme gibi blokların etkisi önemli konular olarak karşımıza çıkmaktadır. FBMC vericisi ve kullanılan prototip filtrenin tasarımında Matlab yazılımı, Modelsim programı, Simulink programına ek olarak Xilinx Vivado donanım gerçekleme programı kullanılmış, son olarak da gerçek zamanlı tasarım için Zedboard xc7z020 FPGA bordu üzerinde uygulamalar yapılmıştır. Özellikle FS-FBMC-OQAM (Frequency Spreading-FBMC-OQAM) ve geleneksel yaklaşım olarak PPN-FBMC-OQAM (Poly Phase Network FBMC-OQAM) tekniklerinin FPGA tabanlı uygulaması Verilog dili kullanılarak ayrı ayrı yapılmış ve performans, kaynak kullanımı ve güç tüketimi karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Sonuçlar, FS-FBMC-OQAM sistemlerinin sahip olduğu daha yüksek hesaplama karmaşıklığının doğrudan daha yüksek kaynak kullanımına yol açmadığını, bu durumun FS-FBMC'yi FPGA üzerinde FBMC tasarımlarını uygulamak için uygun bir teknik haline getirdiğini göstermektedir. Elde edilen sonuçlar özellikle FBMC tekniğinin gücünü ortaya koyarken yeni nesil kablosuz haberleşme sistemleri için önemli bir teknolojiyi kullanıcılara sunmuştur.
Özet (Çeviri)
Communication technologies have concentrated on increasing their capacities, especially in recent years, in order to provide better communication opportunities for future generations. The increasing widespread use of wireless digital communication systems and the ever-increasing demands for high data speed and service quality have increased the efforts to accelerate the development of new communication techniques that promise more capacity. The fifth generation communication systems, called 5G today, are seen as the technology of the future and attract researchers thanks to their high performance. Especially, thanks to the modulation technique known as Multi-Carrier Filter Bank (FBMC), higher speed and performance has been achieved compared to Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDM) modulation used in previous generations. In this thesis, FBMC modulation structure used in new generation 5G technology has been developed and its performance is aimed to be evaluated with comparative studies. In the thesis, the effects of blocks such as FFT/IFFT, filtering, which affect the complexity of FBMC transmitter-receiver design more, appear as important issues. In the design of the FBMC transmitter and the used prototype filter, Matlab software, Modelsim program, Simulink program and Xilinx Vivado hardware implementation program were used, and finally, applications were made on Zedboard xc7z020 FPGA board for real-time design. In particular, the FPGA-based application of FS-FBMC-OQAM (Frequency Spreading-FBMC-OQAM) and PPN-FBMC OQAM (Poly Phase Network FBMC-OQAM) techniques as the traditional approach has been made separately using Verilog language and the performance, resource usage and power consumption are comparatively given. The results show that the higher computational complexity FS-FBMC-OQAM systems have does not directly lead to higher resource utilization, making FS-FBMC a suitable technique for implementing FBMC designs on FPGA. When the results obtained showed the power of FBMC technique, it presented an important technology to the users for the new generation wireless communication systems.
Benzer Tezler
- Çok yüksek hızlı tümleşik devre donanım tanımlama dili kullanılarak gerçek zamanlı modülatör-demodülatör tasarımı
Design of real time modulator and demodulator using very high speed integrated circuit hardware description language
MEHMET SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYHAN AKBAL
- Asenkron makinanın alan yönlendirme kontrolünde FPGA kullanımı
The use of FPGA in field oriented control of an induction machine
ÖZKAN AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İRFAN ALAN
- FPGA tabanlı IQ-math sayı standardında YSA aktivasyon fonksiyonlarının tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of FPGA-based ANN activation functions in IQ-math number standard
MEHMET ŞAMİL AKÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL KOYUNCU
- FPGA tabanlı otomatik kontrol sistemleri geliştirme
Development of FPGA based automatic control systems
HANDAN GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE
- Eğitim amaçlı temel bir mikroişlemci tasarımı ve gömülü sistem uygulaması
A basic microprocessor design and embedded system application for educational purposes
MEHMET BAKACAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKırıkkale ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL MURAT ÜNVER