İşbirlikli Uzaysal Modülasyon Sistemleri

Abstract

2015-2018 yılları arasında yürütülmüş olan 114E607 numaralı ve 'İşbirlikli Uzaysal Modülasyon Sistemleri' isimli TÜBİTAK 1001 projesi kapsamında yapılan çalışmalar üç ana iş paketi altında toplanmıştır. Onaylanan Bütçe: İş Paketi 1 kapsamında yüksek bant verimlikli klasik işbirlikli uzaysal modülasyon (SM) sistemlerinin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Öncelikle SM sistemlerinde kesinti olasılığı analizi konusunun yeterince incelenmemiş olması nedeniyle hem klasik SM sistemlerinde hem de işbirlikli SM sistemlerinde kesinti olasılığı analizi yapılmıştır. Sonraki çalışmada kuvvetlendir- ve-aktar (AF) ve çöz-ve-aktar (DF) stratejilerine dayalı klasik işbirlikli SM sistemlerinde bütün düğümlerin çok antenli olması durumunda bit hata olasılığı analizi gerçekleştirilmiştir. Bu iş paketi kapsamında ayrıca literatürdeki ilgili açık fark edilerek işbirlikli enerji hasatlama sistemlerinin teorik hata olasılığı çıkarımları yapılmış ve çok-atlamalı işbirlikli iletişim sistemleri için SM çözümlerinin potansiyeli araştırılmıştır. Tam çift-yönlü (full duplex) SM sistemlerinin tasarımı da bu iş paketi kapsamında ele alınmıştır. SM ve uzay kaydırmalı anahtarlama (SSK) sistemlerinde, kanallar-arası girişim problemi ve verici antenlerin senkronize çalışmasına olan gereksinim tamamen ortadan kaldırılmış ve sistem karmaşıklığı azaltılmıştır. Bunun yanı sıra, SM/SSK sistemleri sayesinde, klasik MIMO sistemlerden daha iyi hata başarımı elde edilebilir. Öte yandan, SM/SSK sistemlerde, iletim sırasında tek bir verici anten etkin olduğu için verici anten çeşitlemesi elde edilememektedir. Bu durum, alıcı anten sayısı az iken hata performansında önemli düşüşlere neden olmaktadır. Bu açıdan, çeşitleme yapılarının SM/SSK sistemler ile birlikte uygulanması oldukça önemlidir. İş Paketi 2 kapsamında, klasik ve işbirlikli SM/SSK sistemlerin çeşitleme yapılarıyla birlikte uygulandığı sistemler önerilmekte ve önerilen sistemler için analitik hata olasılığı hesapları yapılmaktadır. İş Paketi 3 kapsamında ise lisanslı (birincil) ve lisanssız (ikincil) kullanıcıların başarımlarını iyileştirmek için işbirlikli iletişim, bilişsel radyo (CR) ve fiziksel katman ağ kodlama (PLNC) teknikleri SM tekniği ile birleştirilerek özgün sistem yapıları ve protokoller önerilmektedir. Her iki kullanıcının birbirlerine olan girişimleri SM yardımıyla yok edilmeye çalışılmakta ve spektrumu adil bir şekilde paylaşmaları amaçlanmaktadır. Önerilen protokollerin kullanıcılar için başarımların matematiksel olarak türetilmekte, sonuçlar bilgisayar benzetim sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Ayrıca önerilen protokollerin başarımları referans yapılar ile karşılaştırılarak SM?in sağladığı avantajlar tartışılmaktadır. Projemizin çıktıları 11 uluslararası dergi makalesi, 1 uluslararası kitap bölümü, 12 uluslararası konferans bildirisi ve 8 ulusal konferans bildirisi olarak yayımlanmıştır. Ayrıca proje desteği ile 1 doktora tezi ile 4 yüksek lisans tezi tamamlanmıştır. Sağladığı destekten ötürü TÜBİTAK'a teşekkür etmek istiyoruz.