Target parameter estimation with integrated sensing and communication orthogonal time frequency space modulation isac-otfs systems
Entegre algılama ve iletişim ile hedef parametre tahmini ortogonal zaman frekans uzay modülasyonu ısac-otfs sistemleri
- Tez No: 985941
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SULTAN ALDIRMAZ ÇOLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dikgen uzaysal frekans modülasyonu (Orthogonal Time Frequency Modulation, OTFS), öncelikli olarak düşük Doppler ortamları için tasarlanmış olan öncülü Dikgen Frekans Bölmeli Çoklama (OFDM) ile karşılaştırıldığında üstün hata çözme performansı göstermiştir. Bu makale, OTFS kullanan Bütünleşik Algılama ve İletişim (Integrated Sensing and Communications, ISAC) olmak üzere iki önemli işlevi bütünleşik entegre bir sistem önermektedir. Bu sistem, tek kararlı, tek girişli, tek çıkışlı (Single Input Single Output, SISO) ISAC adı verilen tek antenli bir radar mimariye dayanmaktadır. Önerilen sistemde, verici ve alıcının aynı konumda bulunduğu mono-statik bir ISAC yapısı kullanılmaktadır. Hem İletişim hem de algılama amacıyla OTFS çerçeveleri aynı anda iletilmekte ve çevredeki nesnelerden yansıyan sinyaller algılama için toplanmaktadır. Daha sonra bu sinyaller alınır ve her hedefin konumu ve hızı kestirilir. Önerilen sistem, düşük hesaplama karmaşıklığına sahip yinelemeli bir algoritmaya dayanmaktadır. Gücü, büyük matrisleri ters çevirme gibi karmaşık hesaplamalar gerektirmemesi gerçeğinde yatmaktadır. Yinelemeli algoritma, her yol için gecikmeyi, Doppler kaymasını ve kanal katsayısını kestirir. Önerilen yöntem, kanalın normallize ortalama karesel hatası (Normalized Mean Square Error, NMSE) kestiriminde ve bit hata oranında (Bit Error Rate, BER) üstün doğruluk ve hatasız performans göstermektedir. Ayrıca, sistemi çevreleyen ortamı algılama ve çoklu hedef ortamında hedeflerin hızını ve konumunu doğru bir şekilde tahmin etme yeteneği, sinyalin Doppler-gecikme bölgesinde gösterimiyle birlikte, sistemin önemli bir girişim olmadan yolları ayırma yeteneğini büyük ölçüde artırarak sistemin çoklu yol, yüksek hareketlilik ortamlarında etkinliğini göstermektedir. Bu durum, sistemin aynı anda hem iletişim hem de algılama sağlamadaki etkinliğini, ve sistem karmaşıklığını azaltarak ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Orthogonal Time Frequency Modulation (OTFS) has demonstrated superior error performance compared to its predecessor, Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM), which was primarily designed for low-Doppler environments. This paper proposes an integrated system that combines two important functions: Integrated Sensing and Communications (ISAC) using OTFS. This system is based on a single-antenna radar architecture called single-stable, Single-Input Single-Output (SISO) ISAC. In the proposed system, a mono-static ISAC setup is employed, where both transmitter and receiver are co-located. OTFS frames are simultaneously transmitted for both communication and sensing purposes, and the reflections from surrounding objects are captured for sensing. These signals are then received, and the position and velocity of each target are extracted. Our proposed system is based on an iterative algorithm with low computational complexity. Its strength lies in the fact that it does not require complex calculations, such as inverting large matrices. The iterative algorithm estimates the delay, Doppler shift, and channel gain for each path. The proposed method demonstrates superior accuracy and error-free performance in the Normalized Mean Square Error (NMSE) estimation of the channel, as well as the Bit Error Rate (BER). Furthermore, the system's ability to sense the surrounding environment and accurately estimate the velocity and location of targets in a multi-target environment, along with the Doppler delay representation of the signal, greatly enhances the system's ability to separate paths without significant interference, demonstrating the system's effectiveness in multi-path, high mobility environments. This demonstrates the system's effectiveness in providing simultaneous communication and sensing while utilizing dedicated resources and reducing system complexity.
Benzer Tezler
- OFDM-based received waveform design and processing techniques to detect and classify radar targets for next generation integrated sensing and communication systems
Gelecek nesil bütünleşik algılama ve haberleşme sistemleri için radar hedeflerinin tespit ve sınıflandırmasına yönelik OFDM tabanlı dalgabiçimi tasarımı ve sinyal işleme teknikleri
SEYFETTİN MUHİBBULLAH ULUOCAK
Doktora
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Antenlerin hızlı ve doğru tasarımı için esnek hesaplamaya dayalı sayısal karma yöntemler
Numerical hybrid methods based on soft computing for fast and accurate design of antennas
MAHMUD ESAD YİĞİT
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- Ukf adaptation and filter integration for attitude determination and control of nanosatellites with magnetic sensors and actuators
Başlık çevirisi yok
HALİL ERSİN SÖKEN
Doktora
İngilizce
2013
Astronomi ve Uzay BilimleriGraduate Unıversıty For Advanced Studıes (sokendaı)Prof. SHINICHIRO SAKAI
- Kapalı ortamdaki bir nesnenin otonom bir araç ile yerinin tespit edilerek optimum yolun bulunması
Finding the optimum path to an indoor object by locating it with an autonomous vehicle
KAVEH SEDIGHSARVESTANI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mekatronik MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN DEMİR
- GPS meteorolojisi : İstanbul için bir uygulama
GPS meteorology : An application for Istanbul
ÖMER GÖKDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN TARI