Performance analysis of generalized-k fading channels in vehicular communications
Araçlar arası haberleşmede genelleştirilmiş-k sönümleme kanallarının performans analizi
- Tez No: 682895
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TANSAL GÜÇLÜOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Yakın gelecekte sürücüsüz araçların yaygın bir şekilde piyasaya girecek olması, trafikteki tıkanıklığın giderilmesi, güvenli yolculuk, yakıt tasarrufu, yol geçiş ücretleri ve trafik yönetimi için araçların kendi aralarında haberleşmesi ve internete bağlanması, araç verilerinin internet üzerinden bulut ve sis'te depolanma gereksinimi araçlar arası kanalların araştırılmasını elzem kılmıştır. Bu tezin ilk bölümünde geniş anlamda durağan telsiz haberleşmede karşılaşılan sorunlara başka sorunların da eklendiği geniş anlamda durağan olmayan araçlar arası haberleşme kanalları hakkında genel bir bilgi verilmiş olup daha sonra bu konuda yapılmış literatür çalışmaları ele alınmıştır. Literatürde çoğu kez gölgelemenin etkileri çok yollu sönümlemeye dahil edilmemesine rağmen bir çok haberleşme ortamında gölgelemenin mevcut olduğunu dolaysıyla gölgelemenin dahil edildiği bir kanal modelinin daha gerçekçi bir kanal modeli olduğu bilinmektedir. Bu yüzden bu tezin 2. bölümünde bu tezde ele alınan her 3 farklı sistemde de kanal olarak seçilen araçlar arası genelleştirilmiş-K kanallar üzerinde durulmuştur. Telsiz haberleşmesinde, çok girişli çok çıkışlı (ÇGÇÇ), maksimum oranda birleştirme (MOB), anten seçimi, eşit kazançlı birleştirme (EKB), huzmeleme gibi performansı artıran çeşitlilik tekniklerini geliştirmek ve uygulamak önemlidir. Bu çeşitliliklerden bir tanesi de alıcının kompleksliğini azaltan, pratikte güvenilir araçların uygulanabilirliğini mümkün kılabilen maksimum oranlı iletim (MOİ) tekniğidir. Bu yüzden, Bu tezin 3. bölümünde, hata oranları ve kesinti olasılığı göz önünde bulundurularak genelleştirilmiş-k kanallarda MOİ ile elde edilen perfromans arttırımı araştırılmıştır. Son yıllarda, dikey olmayan çoklu erişim (DOÇE) tekniği, aynı kaynaklarda (aynı frekans bandı ve aynı zaman diliminde) birden fazla kullanıcı ile haberleşmeyi mümkün kıldığından dolayı oldukça dikkat çekmiştir. DOÇE, bunu vericide süperpozisyon kodlama ile güç domaininde birden fazla kullanıcının olmasını sağlayarak ve alıcıda başarılı karışım iptaili (BKİ) kullanarak gerçekleştirir. Bu yüzden dikey çoklu erişim (DÇE) tekniklerine kıyasla, frekans kıtlığını ve gecikmeyi önemli ölçüde düşürür. Bu yüzden bu tezin 4. Bölümünde frekans bandından önemli kazanç sağlayan ve gecikmeyi oldukça azaltan ve 5. Kuşak haberleşme tekniğinde kullanılması öngörülen dikey olmayan çoklu erişim (DOÇE) tekniğinin, araçlar arası genelleştirilmiş-k kanallarda aşağı yönde performansı incelenmiştir. Bu tezin 5. Bölümünde araçlar arası genelleştirilmiş-k kanallarda yukarı yönde DOÇE tekniğinin performansı incelenmiştir. Frekans kıtlığı ve gecikme doğal olarak araçlar arası haberleşmede hız ve güvenilir haberleşme gereksiniminden dolayı daha büyük bir problemlere yol açar. Bu yüzden DOÇE, araçlar arası kanallar için diğer kanallardan daha önemlidir. Bu amaçla ele alınan sistemde Kesinti olasılığı, Ortalama Kanal Kapasitesi, Ortalama Sembol Hata Olasılığı gibi çeşitli performans metrikleri matematiksel olarak analiz edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Releasing autonomous vehicles in the near future; communication of vehicles with each other to circumvent traffic congestion, road safety, fuel-saving, efficient transportation, road tolls, their connecting over the internet and storing of data of vehicles on cloud and fog enforce research of vehicular communication systems. In the first chapter of this dissertation, non-wide sense stationary (WSS) vehicular channels having various issues are addressed. Then, the literature about vehicular channels are presented. Although shadowing effects are mostly neglected in the literature, it is known that it is available in the most wireless communication environment. Hence, a channel model like generalized-k ($K_G$) including shadowing is a realistic one. Therefore, $K_G$ fading channels are described in the second chapter of this dissertation because the selected channel for each different topic addressed in this dissertation is the $K_G$ fading channel. In wireless communication, applying diversity techniques such as multiple-input-multiple-output (MIMO), maximum ratio combining (MRC), antenna selection, equal gain combining (EGC), beamforming is important in order to increase communication quality. One of them is the maximum ratio transmission (MRT) technique with low receiver complexity can make ultra reliable vehicular feasible in practice. In the third chapter of this dissertation, performance improvement with MRT over $K_G$ channels is investigated by considering error rates and outage probability (OP). In recent years, non-orthogonal multiple access (NOMA) has drawn a lot of attention due to serving multiple users in the same resource blocks (i.e., the same time-slots and frequency bands). It accomplishes that by multiplexing multiple users in the power domain with superposition coding (SC) at the transmitter and by using successive interference cancellation (SIC) at the receiver. Thus, it considerably reduces frequency scarcity and latency compared to orthogonal multiple access (OMA) techniques used in previous communication generations. Therefore, in the fourth chapter of this dissertation, the performance of downlink-non-orthogonal multiple access (NOMA) which provides a noticeable gain in the frequency spectrum, quite decreases latency, and is provisioned to be used in the fifth generation, is researched in $K_G$ vehicular fading channels. In the fifth chapter of this dissertation, the performance of uplink-NOMA over $K_G$ vehicular channels is studied. Frequency scarcity and latency leads inherently to a bigger problems in vehicular channels due to the requirement of fast and reliable. Therefore, NOMA is more important for vehicular channels than other channels. To this end, performance metrics such as OP, average channel capacity (AVC), and symbol error probability (SER) are mathematically analyzed for the considered system.
Benzer Tezler
- Design of vehicular communication systems employing physical layer network coding over cascaded fading channels
Kaskad sönümlemeli kanallarda fiziksel katman ağ kodlama yapan araçlar arası haberleşme sistemlerinin tasarımı
SERDAR ÖZGÜR ATA
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Gölgelemeli/sönümlemeli kanallarda fiziksel katman ağ kodlama
Physical layer network coding in the shadowing/fading channels
MEHMET ÇAĞRI İLTER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Analysis of antenna diversity techniques in conventional and relayed communication systems
Klasik ve röleli haberleşme sistemlerinde anten çeşitleme tekniklerinin analizi
AHMET YILMAZ
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ KUCUR
- Alıcı çeşitlemeli işbirlikli sistemlerin sönümlemeli ve gölgelemeli kanallardaki hata performans analizi
Error performance analysis of cooperative systems with receiver diversity over fading and shadowing channels
YASEMİN SİTTİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Birleşik gölgelemeli ve sönümlemeli kanallar üzerinden işbirlikli iletişimde yol seçimi
Path selection in cooperative communications over composite shadowing and fading channels
ALİ KARADEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ