Kod uzay çoklama yöntemi alıcı verici anten seçimi ile bit hata oranı azaltımı ve kapasite artırımı

Abstract

Son yıllarda, 5. nesil haberleşme sistemleri tasarımlarında yüksek verimlilik ve yoğun bağlantı sağlayacak şekilde NOMA (Non-Orthogonal Multiple Acces) teknikleri kullanılması çok fazla dikkat çekmiş ve bu konuda araştırmalar devam etmektedir. Birçok haberleşme sistemi uzaysal, zamansal, frekans ve kodlu bir ve birden fazla boyutta diksel kaynak kullanıp çoklu erişim gerçekleştirmektedir. Diksel kaynak kullanımı yapılan tekniklerdeki en önemli kapasite sınırlaması spektral verimliliktir. Diksel kaynak kullanımına alternatif olarak sunulan NOMA teknikleri gelecek nesil iletişim teknolojisin anahtarı olarak nitelendirilmektedir. Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (ÇGÇÇ) yöntemi ile NOMA tekniklerinden biri olan Seyrek Kodlu Çoklu Erişim (SKÇE) yönteminin birleşimi oluşan Kod Uzay Çoklama Yöntemi (KUÇY) yeni nesil haberleşme sistemlerinde yüksek verimlilik sağlamaktadır. Bu çalışmada ÇGÇÇ ve SKÇE sistemlerinin kapasite artırımı etkisi analizleri sunulmuştur. ÇGÇÇ SKÇE sistemleri için alıcı ve verici tarafında değişken anten seçimi yapan ve bu sayede kapasite artırımı sağlayan optimum algoritma tamamlanmış ve sonuçları sunulmuştur. Gönderici tarafında kanal durum bilgilerini kullanan optimum algoritma yerine alıcı tarafında kanal durum bilgilerini anlık sinyal güç oranına göre kullanan Alıcı Tabanlı Anlık Sinyal Güç Oranı (ATASGO) algoritması geliştirilmiş olup analizler gerçekleştirilmiştir. Her iki algoritmanın değişken anten seçimi ve değişken anten sayısına göre bit hata oranı ve kapasite sonuçları sunulmuştur. Son olarak bu çalışmada, ATASGO algoritmasında bit hata oranını istenilen seviye getirmek için Uyarlamalı Güç Tahsisi (UGT) eklentisi yapılıp, sonuçlar paylaşılmıştır.

In recent years, the use of Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) techniques in order to provide high efficiency and massive connection in the design of 5G communication systems has attracted much attention and researches have been continued in this area. Most of the communication systems to achieve multiple access use space, time, frequency and one or more than one orthogonal coded sources. The most important capacity limitation is spectral efficiency in orthogonal techniques. NOMA techniques are presented as an alternative, which are called the key of the next generation communication technology. Code Space Multiple Access (CSMA) supports high efficiency in new generation communication systems, which is a combination of Multi Input Multi Output (MIMO) and one of the NOMA technique, Sparse Coded Multiple Access (SCMA). In this work, the capacity increasing effects analysis are presented for MIMO and SCMA systems. Optimal Algorithm (OA), which supports capacity increasing by making variable transmitter and receiver antenna selection, is used for MIMO-SCMA systems and related results are presented. Receiver Based Instant Signal Noise Ratio algorithm (RBISNR) which uses channel state information at receiver side instead of channel state information at transmitter side like as optimum algorithm is developed and analysis are carried out. The capacity and bit error rate results are presented for both algorithms by applying variable antenna selection and variable antenna quantity. Finally, Adaptive Power Allocation (APA) extension is applied to RBISNR algorithm to decrease bit error rate for desired level and results are shared in this study.