Haberleşme sistemlerinde enerji optimizasyonu ile etkin kanal katsayı adedinin en aza indirgenmesi

Abstract

Çok yollu kanal etkileri ve hareketlilik (mobilite), iletilen sinyalin hem zaman hem de frekans bölgelerinde yayılmasına neden olarak sırasıyla semboller arası ve taşıyıcılar arası girişime neden olmaktadır. Semboller arası girişimi azaltmak amacıyla vericide ve/veya alıcıda darbe biçimlendirme yapılmaktadır. Darbe biçimlendirmede kullanılan filtre yapıları, söz konusu semboller ve taşıyıcılar arası girişimin büyüklüğünü etkilemektedir. Bu tez çalışmasında, kablosuz ortamın ve kullanılan filtrelerin oluşturduğu bileşke etkiler, çok taşıyıcılı sistemlerde denkleştirici perspektifinden incelenmiş ve düşük denkleştirici karmaşıklığı için uygun filtre yapısının belirlenmesi üzerine çalışılmıştır. Bileşke kanal etkisine ait etkin katsayı adedi, kanalın, verici/alıcı filtrelerin ve sinyal gürültü oranının (Signal to Noise Ratio, SNR) bir fonksiyonu olarak elde edilmiştir. Bu amaçla bileşke kanal, sembol aralıklı bir sonlu dürtü yanıtlı (Finite Impulse Response, FIR) filtre olarak modellenmiş, daha sonra katsayı adedini belirlemek için Akaike Bilgi Kriterinden (Akaike Information Criterion, AIC) yararlanılmıştır. Sonrasında, denkleştirme işleminde bileşke kanal modeline ait etkin katsayıları enerji optimizasyonu ile en aza indirgeyen verici/alıcı filtre tipleri belirlenmiştir.

Multipath channel effects and mobility cause the transmitted signal to propagate in both time and frequency regions, resulting in inter-symbol and inter-carrier interference, respectively. Pulse shaping is performed on the transmitter and/or receiver to reduce inter-symbol interference. The filter structures used in pulse shaping affect the magnitude of the interference between these symbols and carriers. In this thesis study, the composite effects of the wireless environment and the filters used were examined on the equalization of multi-carrier systems and the determination of the appropriate filter structure was studied. The number of effective taps of the composite channel effect was obtained as a function of the channel, the transmitter/receiver filters and the Signal to Noise Ratio (SNR). For this purpose, the composite channel was modeled as an symbol-spaced finite impulse response (FIR) filter, then the AIC (Akaike Information Criterion) method was used to determine the number of taps. Subsequently, the transmitter/receiver filter types were determined which minimized the effective taps of the composite channel model by energy optimization in the equalization process.