Effect of cyclic prefix on multiple input,multiple output (MIMO) systems
Çoklu giriş, çoklu çıkış (MIMO) sistemlerinde döngülü önekin etkileri
- Tez No: 925387
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEL DEPREM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Çoklu giriş çoklu çıkış (MIMO), baz istasyonunda çoklu anten kullanan ve aynı frekans kaynağı üzerinden çoklu antenlere hizmet veren bir kablosuz iletişim teknolojisidir. MIMO sistemi, verici uçta çoklu anten kullanarak bağımsız olarak sinyaller iletebilen ve aynı zamanda alıcı uçta çoklu antenlerle sinyalleri alıp geri alabilen çoklu antenli bir kablosuz iletişim sistemini tanımlayan bir yapıdır. Bilgi teorisi sonuçlarını kullanarak toplam iletilen güç tüketimi, her ikisi de aynı Bant Genişliğinde çalışırken MIMO sisteminin tek giriş sinyal çıkışı (SISO) sistemine kıyasla daha iyi iletim gerçekleştirdiğini göstermektedir. MIMO sisteminin temel konsepti, iletim hızını ve iletişim kalitesini iyileştirmek için çoklu verici antenler ve çoklu alıcı antenler tarafından sağlanan mekansal özgürlüğü kullanarak kablosuz iletişim sisteminin spektrum verimliliğini artırmaktır.Ortogonal Frekans Bölmeli Çoklama (OFDM), çoklu yol nedeniyle kanalın frekans seçici sönümlenmesi olan kablosuz kanallar üzerinden veri göndermek için geliştirilen çoklu taşıyıcı bir sistemdir. OFDM'de tek bir geniş bant ve frekans seçici kanal yerine, birçok dar bant düz sönümleme alt kanalı kullanılır. Bu, ortogonal alt taşıyıcılar aracılığıyla gerçekleştirilir.Çok yollu bir ortamdaki temel sorun, Semboller Arası Girişime (ISI) neden olan gecikme varyansıdır. Bir OFDM sistemindeki gecikme varyansı için çözüm bir koruma aralığıdır.OFDM Sistemlerinde, bu koruma aralığı Döngüsel Önek (CP) olarak bilinen biçimde uygulanır. CP, ardışık OFDM sembolleri arasına eklenen bir koruma aralığı olarak kullanılan önemli bir özelliktir ve alıcıda eşitlemeyi basitleştirir.Döngüsel Önek (CP), Semboller Arası Girişimi (ISI) önlemek için seçilir. CP, sembolün başına eklenen bir semboldeki son örneklerin tekrarıdır. Semboller arasında bir koruma aralığı olarak hizmet eder ve (ISI) ortadan kaldırır ve alt kanalları Ortogonal yapar. Bir CP ekleyerek, iletilen sinyalin kanal darbe tepkisi ile doğrusal evrişimi, frekans alanında çarpmaya karşılık gelen dairesel evrişim olarak kabul edilebilir, ortogonallik, CP ile alt taşıyıcıların ortogonal kaldığı ve çoklu yol yayılımının varlığında bile taşıyıcılar arası girişimi (ICI) azalttığı yerde korunur.CP, çoklu yol veya gecikme varyansından kaynaklanan ISI sorununu çözse de, bant genişliğinin bir kısmını tüketir. Çünkü bir aralık, veriler yerine CP'ye tahsis edilir. Bu nedenle, bant genişliği verimliliği açısından CP'nin iletişim bant genişliği üzerindeolumsuz bir etkisi vardır.MIMO Sistemleri, kanal kapasitesinde, bir kullanıcının bir ağdan veri alabileceği oranda, kapsama alanında, performans güvenilirliğinde, girişim azaltmada ve enerji verimliliğinde önemli bir iyileştirme sağlar. Ancak MIMO sistemi düz bir solma kanalı gerektirir. Bu nedenle, MIMO sistemleri OFDM ile birlikte daha iyi kullanılır. Çünkü OFDM, frekans seçici geniş bantlı bir kanalı birçok düz solma dar bantlı kanala dönüştürür. Bu nedenle, birçok MIMO sistemi paralel olarak birçok düz sönümleme kanalında kullanılır.Bu tezde, MIMO Sistemlerinde CP'nin etkisinin değerlendirilmesi önerilmektedir.Tüm bunlar OFDM'i, yeni nesil kablosuz ağlarda MIMO teknolojisinin potansiyeli için olmazsa olmaz bir teknik haline getirir.Kanal kapasitesinin iyileştirilmesi için MIMO, birçok antenin sağladığı mekansal çeşitlilik ve çoklama kazancını kullanarak kanal kapasitesini artırır, girişim en aza indirilir ve hatta iptal edilir, bu da mevcut spektrumun verimli bir şekilde kullanılmasına olanak tanır.
Özet (Çeviri)
A multiple input multiple output (MIMO) is a wireless communication technology that employs multiple antennas at the base station and serves multiple antennas over the same frequency resource. The MIMO system is a structure describing a multi-antennawireless communication system, which can independently transmit signals by using multiple antennas at the transmitting end, and at the same time receive and recover signals with multiple antennas at the receiving end. The total transmitted power consumption, using information theory results shows that the MIMO system performs better transmission compared to a single input signal output (SISO) system while both performed at the same Bandwidth. The main concept of the MIMO system is to increase the spectrum efficiency of the wireless communication system by using the spatial freedom provided by multiple transmit antennas and multiple receive antennas to improve the transmission rate and communication quality.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a multi-carrier system which is developed to send data over wireless channels where due to multi path the channelis frequency selective fading. In OFDM instead of a single wideband and frequency selective channel, many narrowband flat fading sub channels are used. This is accomplished via orthogonal sub carriers. The main problem in a multi path environment is the delay variance which causes Inter-Symbol Interference (ISI). The solution for delay variance in an OFDM system is a guard interval. In OFDM Systems, this guard interval is implemented in the form of what is known as Cyclic Prefix (CP). CP is a key feature used as a guard interval that is inserted between consecutive OFDM symbols, and it simplifies equalization in the receiver. The Cyclic Prefix (CP) is chosen to avoid Inter-Symbol Interference (ISI), The CP is a repetition of the last samples in a symbol, which is appended at the beginning of the symbol. It serves as a guard interval between symbols to eliminate (ISI) and make subchannels Orthogonal, By adding a CP the linear convolution of the transmitted signal with the channel impulse response can be admitted as circular convolutionwhich corresponds to multiplication in frequency domain, the orthogonality is preserved where with the CP the subcarriers remain orthogonal reducing inter-carrier interference (ICI) even in the presence of multipath propagation.Though CP solves the ISI problem caused by multi path or delay variance, it consumes a proportion of bandwidth. Because an interval is allocated to CP rather than the data. Therefore, in terms of bandwidth efficiency, CP has a negative effect on communication bandwidth. MIMO Systems gives an important improvement in channel capacity, the rate at which a user can receive data from a network, coverage, performance reliability, interference mitigation, and energy efficiency. But the MIMO system requires a flat fading channel. Therefore, MIMO systems are better used together with OFDM. Because OFDM converts a frequency selective wideband channel into many flat fading narrow band channels. Therefore, many MIMO systems are used over many flat fading channels in parallel. In this thesis, it is proposed to evaluate the effect of CP in MIMO Systems.All these make OFDM an essential technique for the potentiality of MIMO technology in next-generation wireless networks. For channel capacity improvement, MIMO increases the channel capacity by leveraging the spatial diversity and multiplexing gain provided by many antennas, the interference will be minimized and even canceled, which will allow the use of available spectrum efficiently.
Benzer Tezler
- Çoklu-giriş, çoklu-çıkış, dik frekans bölmeli çoğullama (MIMO OFDM) sistemlerinde kanal kestirimi
Channel estimation in multi input multi output (MIMO OFDM) systems
BAHATTİN KARAKAYA
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Kablosuz haberleşmede sönümlü kanal etkisine karşı OFDM ve MIMO yapıların yıldız küme diyagramı ve performans analizi
Constellation diagram and performance analysis of OFDM and MIMO against the fading channel effect in wireless communication
UĞUR ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL AKÇAM
- Design and implementation of beyond 5g physical layer schemes
5g sonrası fiziksel katman şemalarının tasarımı ve gerçeklemesi
CANER GÖZTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Çok kullanıcılı MIMO kanal kısaltma denkleştirme için genel bir altyapı
A general framework for multiuser MIMO channel shortening equalization
BARIŞ YÜKSEKKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. CENK TOKER
- OFDM tabanlı temel bant WIMAX fiziksel katman vericinin FPGA üzerinde gerçeklenmesi
Implementation of OFDM based WIMAX physical layer baseband transmitter on FPGA
AHMET TANSU AKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KARTAL