Performance improvement of spatial modulation over generalized-k fading channel
Genelleştirilmiş-k söndürme kanalı üzerinde uzaysal modülasyonun performans artırılması
- Tez No: 682903
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TANSAL GÜÇLÜOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- 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: 79
Özet
Uzaysal Modülasyon (SM), tek bir RF katına sahip çok girdili çok çıktılı (MIMO) kablosuz sistemler ailesine ait yeni geli¸stirilmi¸s bir iletim tekni˘gidir. Di˘ger geleneksel MIMO tekniklerinden farklıdır, her seferinde sadece bir anteni aktifle¸stirir ve bu da sistemin genel performansını artırır. PSK/QAM ¸semalarına atıfta bulunan bilinen 2-B sinyal takımyıldızı diyagramına sahip olmak yerine, bilgi bitleri, üçüncü boyutun uzaysal takımyıldız diyagramı oldu˘gu bir 3-B takımyıldız diyagramı üzerinde modüle edilir. Bu tezde, kablosuz sistemlerde hem sönümleme hem de gölgelemeyi hesaba katan Generalized-K (KG) sönümleme kanalı üzerinden BPSK-SM ve QPSK-SM'nin performansı analiz edilmi¸s ve sunulmu¸stur. Genelle¸stirilmi¸s-K'nın Olasılık Yo˘gunluk Fonksiyonu (PDF), iki Nakagami rastgele de˘gi¸skeni çarpılarak olu¸sturulur. ¸Sekillendirme parametrelerinin çe¸sitli de˘gerleri kullanılarak SM'nin KG sönümleme kanalı üzerindeki Bit Hata Oranı (BER) performansı sunulmaktadır. KG üzerindeki performans daha sonra SM'nin Rayleigh sönümlemeli kanallar üzerindeki performansı ile kar¸sıla¸stırılır. Ayrıca, farklı alıcı antenleri ve çe¸sitli KG ¸sekillendirme parametreleri de˘gerleri ile KG sönümleme kanalı üzerinde, maksimum oran birle¸stirme (MRC), e¸sit kazanç birle¸stirme (EGC) ve seçim birle¸stirme (SC) gibi çe¸sitli alıcı-çe¸sitlilik birle¸stirme teknikleri ile BPSK modülasyonunun BER performansı önerilmi¸stir. Bundan ba¸ska, iki iletim çe¸sitlilik ¸seması da tartı¸sılmaktadır; maksimum oranlı iletim (MRT) ve kapalı döngü iletim çe¸sitlili˘gi (CLTD), aynı zamanda iletim hüzmesi olu¸sturma olarak da adlandırılır. Bu iletim çe¸sitlili˘gi ¸semaları ile BPSK'nın BER performansı ara¸stırılmı¸stır. M-ary PSK-SM'ye KG sönümleme kanalları üzerinden MRT çe¸sitleme tekni˘gi uygulanmı¸s ve SM-MRT sisteminin BER performansı önerilmi¸stir. SM sistemine MRC alıcı çe¸sitleme ¸seması uygulanmı¸stır. Son olarak, SM sisteminin performansının daha da geli¸stirilmesi için, SM sisteminin verici tarafında verici anten seçimi (TAS) ¸seması uygulanmaktadır. KG ve Rayleigh sönümleme kanallarında kullanılan BPSK-SM ve QPSK-SM modülasyonları için sinyal-gürültü oranına (SNR) dayalı BER sonuçları elde edilmi¸stir. BPSK-SM'nin tüm kanallarda QPSKSM'den daha iyi oldu˘gu ve ayrıca BPSK/QPSK-SM'nin KG kanalında, Rayleigh kanalına kıyasla daha iyi performans sa˘gladı˘gı gözlemlenmi¸stir. Ayrıca KG ¸sekillendirme parametrelerinin de˘gerleri arttıkça BER performansı da artmaktadır. MRT ve TAS teknikleri, SM'nin genel performansında önemli bir geli¸sme sa˘glar.
Özet (Çeviri)
Spatial Modulation (SM) belongs to the single-RF multiple-input multiple-output (MIMO) wireless systems family. It is a newly developed transmission technique for improving the system performance. SM differs from other conventional MIMO techniques in that it activates only one antenna at each time instant which enhances the overall performance of the system. Instead of having the known 2D signal constellation diagram which refers to phase-shift keying (PSK) and quadrature amplitude modulation (QAM) schemes, the information bits are modulated into a 3D constellation diagram. The spatial constellation diagram is the third dimension. In the thesis, the performance of BPSK-SM and QPSK-SM over Generalized-K (KG) fading channel which takes into account both fading and shadowing in wireless systems is analyzed and presented. The Probability Density Function (PDF) of the generalized-K is generated by multiplying two Nakagami random variables. The Bit Error Rate (BER) performance of SM over (KG) fading channel using several values of the shaping parameters is presented. The performance over KG is then compared with the performance of SM over Rayleigh fading channels. Furthermore, the BER performance of BPSK modulation with a different receive diversity combining schemes, like the maximal ratio combining (MRC), selection combining (SC), and equal gain combining (EGC) over KG fading channel with different amount of receive antennas and several values of KG shaping parameters is proposed. Two transmit diversity schemes are also discussed here; maximum ratio transmission (MRT) and closed-loop transmit diversity (CLTD) which is also called transmit beamforming. The BER performance of BPSK with these transmit diversity schemes is investigated. MRT diversity technique is applied to M-ary PSK-SM over KG fading channels and the BER performance of the SM-MRT system is proposed. The MRC receiver diversity scheme is applied to the SM system. For Further improvement on the performance of SM system, transmit antenna selection (TAS) scheme is implemented on the transmitter side of the SM system. The conclusion of BER based on signal to noise ratio (SNR) for BPSK-SM and QPSK-SM in KG and Rayleigh fading channels is that the BPSK-SM is better than QPSK-SM in all channels and BPSK/QPSK-SM gives better performance over KG as compared to the Rayleigh channel. Moreover, as the values of the KG shaping parameters increase, the BER performance improves. MRT and TAS techniques provide significant enhancement in the overall performance of SM.
Benzer Tezler
- 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
- Low-complexity detection and cooperative communication for spatial modulation systems
Uzaysal modülasyon sistemleri için düşük karmaşıklı sezim ve işbirlikli haberleşme
GÖKHAN ALTIN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERTUĞRUL ÇELEBİ
- Next-generation MIMO systems: From index modulation to deep learning
Yeni nesil çok-girişli çok-çıkışlı sistemler: İndis modülasyonundan derin öğrenmeye
BURAK ÖZPOYRAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Adaptive multiple-input multiple-output (MIMO) techniques for visible light communications
Başlık çevirisi yok
MOHAMED AL -NAHHAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL
- Öz bilgi destekli derin öğrenme yaklaşımları ile hsg gürültü giderme
Self-ınformation empowered deep learning approaches for hsı denoising
ORHAN TORUN
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENİHA ESEN YÜKSEL ERDEM
PROF. DR. MEHMET ERKUT ERDEM