Çok taşıyıcılı çok kullanıcılı MIMO sistemlerin kanal kestirim hatası ve güç yükselteci etkisi altındaki performansı
Performance of multi-carrier multi-user MIMO systems under channel estimation error and power amplifier effect
- Tez No: 859438
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE AKTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Çok giriş çok çıkışlı (MIMO) mimari, kablosuz iletişim sistemlerinin verimini artıran önemli bir teknolojidir. Bu durum MIMO yapıları beşinci nesil (5G) ağlar dahil olmak üzere çeşitli iletişim standartlarının temel bir unsuru haline getirmektedir. Gelecek nesil sistemler için de öneminin artması beklenenen MIMO teknolojisinin analizleri genellikle kusursuz donanımlar ve hatasız kanal kestirimi gibi idealleştirilmiş varsayımlara dayanır. Ancak, gerçekçi sonuçlar için bu unsurların yol açacağı etkilerin hesaba katılması gerekir. Bu tez, kablosuz iletişimde çok kullanıcılı MIMO (MU-MIMO) sistemlerin performansının, kanal kestirim hatası ve güç yükselteci etkilerine odaklanarak derinlemesine bir analizini sunmaktadır. Araştırma, dik frekans bölmeli çoklu erişim (OFDM)'ye potansiyel bir alternatif olan ve hücresel olmayan iletişim sistemleri için de aday olan çok taşıyıcılı süzgeç kümesi (FBMC) yöntemi ile başlamaktadır. FBMC kullanan MU-MIMO sistemlerin aşağı bağlantı performansı üzerindeki güç yükselteci etkisi incelenmektedir. Çalışmada MU-MIMO-FBMC sistemler için sinyal bozulma, girişim ve gürültü oranı (SDINR) ve ergodik ulaşılabilir hız için analitik ifadeler elde edilmektedir. Sayısal sonuçlar sadece analitik bulguları desteklemekle kalmamakta, aynı zamanda doğrusal olmayan bölgede çalışan güç yükselteçlerine sahip MU-MIMO sistemlerde FBMC ve OFDM yöntemlerinin karşılaştırmalı bir analizini sunmaktadır. Ayrıca tez, OFDM yöntemi kullanılan MU-MIMO sistemlerin performansını, doğrusal olmayan bölgede çalışan güç yükselteçleri ve kanal kestirim hatasının birleşik etkisini gözeterek değerlendiren bir analize yer vermektedir. Azami oranlı iletim (MRT) ve sıfır zorlama (ZF) ön kodlama yöntemleri için kapalı formda SDINR ile ergodik ulaşılabilir hız için analitik ifadelerin elde edilmesini içermektedir. Analitik bulgular, sayısal sonuçlarla desteklenmektedir.
Özet (Çeviri)
The multiple input multiple output (MIMO) architecture is crucial in improving the efficiency of wireless communication systems, making it a key element of various standards, including fifth-generation (5G) networks. Its importance is expected to grow in future-generation systems. Analyses of MIMO systems often rely on idealized assumptions, such as perfect channel estimation and the absence of hardware impairments. Yet, for realistic results, these factors must be accounted for. This thesis provides an in-depth analysis of the performance of multi-user MIMO (MU-MIMO) systems in wireless communications, with a focus on the effects of channel estimation errors and power amplifier nonlinearity. The research starts with filter bank multi-carrier (FBMC) signaling, a potential alternative to OFDM and a candidate for non-cellular communication systems. It examines the influence of power amplifier nonlinearity on the downlink performance of MU-MIMO systems using FBMC. This part of the study derives the signal to distortion, interference, and noise Ratio (SDINR) and ergodic achievable rate for MU-MIMO-FBMC systems. Numerical results not only corroborate the analytical findings but also offer a comparative analysis of FBMC and traditional orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signaling in MU-MIMO systems with amplifier nonlinearity. Furthermore, the thesis presents an analysis that evaluates the performance of MU-MIMO systems that use OFDM signaling, especially considering the combined impact of power amplifier nonlinearity and channel estimation errors. It includes a derivation of the closed-form SDINR and the ergodic achievable rate for maximum ratio transmission (MRT) and zero forcing (ZF) precoding schemes. Extensive numerical results support the analytical findings.
Benzer Tezler
- Çoklu erişim röle kanallarında evre uyumsuz işbirlikli iletişim teknikleri
Noncoherent cooperative communication tecniques in multiple access relay channels
MUHAMMET ALİ KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HACI İLHAN
DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR
- An efficient beam and channel acquisition via sparsity map and joint angle-delay power profile estimation for wideband massive MIMO systems
Geniş bantlı masif MIMO sistemler için seyreklik haritası ve uzay-zaman güç profili kestirimine dayalı etkili hüzme ve kanal öğrenme algoritmaları
ALİ OSMAN KALAYCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN MUZAFFER GÜVENSEN
- MIMO MC-CDMA sistemleri için kanal kestirimi
Channel estimation for MIMO MC-CDMA systems
YUSUF ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN DOĞAN
- Massive multiple-input multiple-output communication systems with low-resolution quantizers
Düşük çözünürlüklü nicemleyicilere sahip kitlesel çok-girdili çok-çıktılı haberleşme sistemleri
ALİ BULUT ÜÇÜNCÜ
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ
- Predictive and adaptive channel estimation models for cooperative wireless communications
İşbirlikli kablosuz haberleşme için öngörüsel ve adaptif kanal kestirim modelleri
OMAR GATERA
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET HAMDI KAYRAN