Yüksek hızlı alçak irtifa uydu haberleşmesi için uyarlamalı modülasyon ve kodlama yöntemlerinin gerçeklenmesi

Abstract

Alçak irtifa uydularının dünya üzerindeki hareketi yer istasyonu ile yapacağı iletişimlerde uzaklık değişimine bağlı değişken hat koşullarını gerektirir. Mesafeye bağlı boş uzay kaybının sürekli değişmesi bu uyduların yüksek hızlı veri indirmesi esnasında hat koşullarına göre uyarlanabilen modülasyon ve kodlama şemalarını kullanılması ihtiyacını doğurur. Bu çalışmada yüksek hızlı alçak irtifa uydu haberleşmesi için uyarlamalı modülasyon ve kodlama blokları gerçeklenmiştir. Modülasyon bloğunda QAM modülasyonuna göre daha az seviyeli, uygulanabilirlik açısından daha elverişli olan APSK modülasyonu kullanılmıştır. Kodlama bloğunda turbo kodlar kullanılmış, kod çözücüde algoritma olarak Max-log-MAP algoritması uygulanmış, kod çözücü olarak demodülator çıkışındaki yumuşak veri işlenmiştir. Farklı delme oranlarında yüksek seviyeli modülasyonlar QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, 64APSK için sinyal gürültü oranına bağlı bit hata oranı grafikleri elde edilmiştir. Elde edilen grafikler ışığında bir uydu senaryosu oluşturulmuştur. Alçak irtifa uydusunun dünya üzerindeki farklı pozisyonlarında uyarlanabilir modülasyon ve kodlama modları oluşturulmuş, yüksek veri iletimi için hangi modülasyon ve kodlama modunun hangi konumda en uygun olduğu belirtilmiştir. Tez kapsamında haberleşme bloğunu oluşturmak için yazılan tüm programlar MATLAB programında çalıştırılmış, sonuçlar elde edilmiştir.

The movement of low altitude satellites around the earth requires variable line conditions due to distance variation in communications with the earth station. Ever-changing free space loss due to the varing distance makes it a necessity to use adaptive modulation and coding schemes while downloading high speed data from the satellite. In this work, adaptive modulation and coding blocks for high-speed low-altitude satellite communication have been realized. In the modulation block, APSK modulation, which has less number of levels than QAM modulation and more feasible in terms of applicability, has been used. Turbo codes are used in the coding block, Max-log MAP algorithm is applied as an algorithm in the decoder and soft data at the demodulator output is processed as a decoder. For high-level modulations at different puncture rates, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, 64APSK , Bit error rate graphs based on signal to noise ratio have been obtained. A satellite scenario was created in the light of the obtained graphics. Adaptive modulation and coding modes have been created for different positions of low altitude satellite on earth and it has been specified which modulation and coding mode is most appropriate for high data transmission. All the programs written in the thesis to create the communication block have been executed in MATLAB and the results have been obtained.