Pre-processing based advanced spatial modulation techniques
Ön işleme tabanlı ileri uzaysal modülasyon teknikleri
- Tez No: 879688
- Danışmanlar: PROF. DR. MUTLU KOCA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Uzaysal modülasyon (SM), indeks modülasyon kavramını uzaysal alana genişletip, özelleşmiş bir çoklu-giriş çoklu-çıkış (MIMO) mimarisi oluşturur. SM'nin avantajlarından esinlenerek, bu tez farklı ileri SM formlarını kullanan sistemlerle ilgilenmektedir. Bu sistemlerin her biri belirli bir amaçla tasarlanmıştır; bu amaçlar arasında kanal ve anten korelasyonlarına karşı sağlamlık, güvenilirlik, enerji verimliliği ve iyileştirilmiş bit hata oranı (BER) performansı bulunmaktadır. Bu tez, altı bölümde ileri SM tekniklerini kullanan farklı iletişim sistemlerini önermektedir: i) Dördül uzaysal modülasyon (QSM) için bir ön kodlama stratejisi, Rayleigh/Rician solma ve iletim antenleri arasındaki uzaysal korelasyon etkilerine karşı sağlamlığı artırmayı hedeflemektedir, ii) Uzaysal korelasyon ve kanal solma etkilerine karşı sistemi daha dayanıklı hale getirmek için çift kutuplanmalı (DP) bir QSM ¸seması ve ön kodlama yaklaşımı, iii) DP antenlerin ve aktif anten bağımlı imza sabit dizilerinin birlikte kullanımı, özellikle Rician solma kanallarında iletim anteni korelasyonuna karşı sağlamlığı artırmak amacıyla, iv) Aynı anda birden fazla antenin aktif olduğu çok akışlı SM (MSM) için korelasyon sorununu ele almak ¨uzere yeni bir ön kodlama tekniği, v) etiket tarafı ön işlem destekli alım uzaysal modülasyonu (PSM) temelli yenilikçi bir yansıtma iletişimi (BC) sistem tasarımı, düşük karma¸sıklık, artırılmş enerji verimliliği ve üstün BER performansı elde etmek için sıfır zorlama (ZF) ve minimum ortalama kare hatası (MMSE) ön kodlayıcılarını içerir, vi) Sinyal yayılımının, alımın ve iletimin kontrolünü sağlamak amacıyla yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzeyler (RIS) destekli etiket tarafı ön işlemli SM tabanlı BC sistem tanıtılmıştır. Bu, geleneksel referans yaklaşımlara kıyasla daha iyi BER performansı ve enerji verimliliği sağlar. Önerilen tüm mimarilerde, BER performansları analitik olarak türetilmiş ve simülasyonlarla doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Spatial Modulation (SM) extends the concept of index modulation into the spatial domain, forming a specialized type of multiple-input multiple-output (MIMO) architecture. Inspired by the advantages of the SM, this thesis deals with systems that utilize different forms of advanced SM. Each of these systems is designed with a specific purpose, among these objectives are robustness to channel and antenna correlations, reliability, energy efficiency and improved bit error rate (BER) performance. This thesis proposes different communication systems employing advanced SM techniques in six chapters as the following: i) a precoding strategy for quadrature spatial modulation (QSM), aiming to enhance robustness against the effects of Rayleigh/Rician fading and spatial correlations among the transmit antennas, ii) a dual-polarized (DP) QSM scheme and a precoding approach to make the system more robust against spatial correlation and channel fading effects, iii) the joint use of DP antennas and of active antenna dependent signature constellations, to improve performance in terms of robustness to transmit antenna correlation, particularly for Rician fading channels, iv) a novel precoding technique to address the correlation issue for multi-stream SM (MSM) in which multiple antennas are active at a time, v) an innovative backscatter communication (BC) system design based on tag-side pre-processing aided receive spatial modulation (PSM), involving zero-forcing (ZF) and minimum mean squared-error (MMSE) precoders to achieve reduced complexity, enhanced energy efficiency and superior BER performance, vi) a reconfigurable intelligent surfaces (RIS) assisted tag-side PSM based BC system is introduced to make control of the signal propagation, reception and transmission. This achieves better BER performance and energy efficiency in comparison to conventional benchmark approaches. In all proposed architectures, the BER performances are derived analytically, which are confirmed by simulations.
Benzer Tezler
- Hidroelektrik santrallerde modal özelliklerin derin öğrenme esaslı analizi ve deprem kayıtlarında anomali tahmini
Deep learning-based analysis of modal properties in hydroelectric power plants and anomaly prediction in earthquake records
GÜRHAN TOKGÖZ
Doktora
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EDA AVANOĞLU SICACIK
- Multi-scale rainfall predictions using data-driven models with advanced data preprocessing techniques
Gelişmiş veri ön işleme teknikleriyle veri odaklı modeller kullanarak çok ölçekli yağış tahminleri
KÜBRA KÜLLAHCI
Doktora
İngilizce
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- CBS tabanlı çok kriterli karar analizi yöntemi kullanılarak heyelan duyarlılık haritasının üretilmesi: Trabzon ili örneği
GIS based landslide susceptibility mapping using multi criteria decision analysis method: the case of Trabzon province
EMREHAN KUTLUĞ ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Jeodezi ve FotogrametriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüJeodezi ve Fotogrametri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAŞKIN KAVZOĞLU
- Yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri kullanarak benzer spektral özelliklere sahip doğal nesnelerin ayırt edilmesine yönelik bir metodoloji geliştirme
Developing a methodology for discriminating natural objects having spectrally similar features using very high resolution satellite imagery
İSMAİL ÇÖLKESEN
Doktora
Türkçe
2015
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN YOMRALIOĞLU
- Farklı sayısal yüzey modellerinin doğruluk değerlendirmesi
Accuracy assessment of different digital surface models
BARIŞ BEŞOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ALGANCI