MC-CDMA (Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu Erişim ) Alıcılarda Yakın-Uzak Problemine Yönelik Yapay Zekâ Uygulamaları Metin ÇİÇEK, Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu, ANKARA Necmi TAŞPINAR, Erciyes Ünv. Elk-Elektronik Müh. Böl., KAYSERİ

GİRİŞ MC-CDMA sistemler MC-CDMA sistemlerde karşılaşılan problemler MUD ve güç kontrolü Yapay Zekâ Teknikleri (YSA ve BM) Simülasyon Sonuçları

(Code Division Multiple Access) CDMA (Code Division Multiple Access) Kod Bölmeli Çoklu Erişim sisteminde kullanıcılar, ilgili bant genişliğinin tamamında ve iletim zamanının tümünde etkindir. CDMA sisteminde kullanıcılara ait sinyaller aynı frekans bandında ve aynı zamanda iletilerken, farklılıkları kod boyutunda ortaya çıkmaktadır. Her kullanıcı farklı kodlarla gönderildiğinden sinyallerin karışması engellenmiş olur.

(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM), frekans seçimli kanallarda sinyal iletimi için yaygın şekilde kullanılan bir tekniktir. Temel olarak bu teknikte, kanal band genişliği belli sayıda alt bandlara bölünerek, her bir alt-taşıyıcı için tahsis edilmiş frekanslarda düşük hızlarda ki taşıyıcıların çoğullanması sağlanır. Alıcı tarafta sinyallerin birbirinden ayırmak için taşıyıcı frekans boşluklarının birbiri üzerine binmemesi gerekmektedir. Bu zorunluluk, frekans spektrumundan tam olarak verim alınmasını engellemektedir. Band genişliğinden daha fazla yararlanma ihtiyacıyla birlikte, bu probleme karşı dikgen frekans bölmeli çoğullama tekniği (OFDM) önerilmiştir.

OFDM - II OFDM, genel olarak veri akışını düşük hızlı alt-taşıyıcılara bölerek paralel kanallarda ileten bir modülasyon tekniğidir ve son zamanlarda çoğullama amaçlı sistemlerde yaygın kullanılan bir tekniktir. OFDM ile FDM arasında ki en temel fark; OFDM sisteminde taşıyıcı spektrumları birbiri üzerine binmesi ve bu taşıyıcıların birbirlerine dikgen olması sayesinde spektral verimlilik elde edilmesidir.

OFDM - III Matematiksel olarak her bir taşıyıcı bir kompleks dalga olarak şöyle tanımlanabilir: Sc(t)’ nin reel kısmı gerçek sinyaldir. Matematiksel olarak her bir taşıyıcı bir kompleks dalga olarak aşağıdaki şekilde tanımlanabilir:

MC-CDMA (Multi Carrier-Code Division Multiple Access) CDMA + OFDM Gürültüye karşı dayanıklılık. Spektrumu verimli kullanması. Daha yüksek kullanıcı sayılarını kaldırabilmesi. Hand over etkisinin az olması. Yeni teknolojilere uygunluk. Yüksek spektrum verimliliği. Sönümlü kanallarda dirençlidir. ISI ve ICI ya karşı dayanıklı. Genişband teknolojisine uygunluk.

MC-CDMA - II k. kullanıcıya ait MC-CDMA sinyali şöyle ifade edilir: Kanal sonunda alınan sinyal şöyle ifade edilir: n(t) toplanabilir beyaz gaussian gürültüsü Sk(t), L uzunluklu yayma dizisi; Sk(t), k. kullanıcıya tahsis edilmiş deterministik yayma kodudur ve normalizedir.

MC-CDMA - III Sk(t), yayma kodlarına ait çapraz ilişki şöyle tanımlanır: R, çapraz ilişki matrisi şöyle tanımlanır:

ÇOK KULLANICILI SEZME (MUD) Sezme yapısı olarak; 1. Klasik Alıcı yapısı (MRC ve EGC) 2. YSA (Yapay Sinir Ağı) Alıcı 3. BM (Bulanık Mantık) Temelli Alıcı Alıcıların performansı belirlenirken; SNR-BER Kullanıcı Sayısı-BER NFR-BER performanslarına bakıldı.

MC-CDMA Alıcılar

YAPAY SİNİR AĞLARI

YSA ALICI Levenberg-Marquardt algoritması Gizli katmanda tanjant sigmoid aktivasyon fonksiyonu kullanıldı. Her bir kullanıcı için 1000 bit içeren veri seti Eğitim 0,001 minimum ortalamalı hata (MSE) elde edilinceye kadar sürdürülmektedir.

BULANIK MANTIK SİSTEMİ Giriş değişkenlerinin bulanık değerlere ayarlanması Ayarlanan değerlere bulanık mantık operatörlerinin uygulanması (VE veya VEYA) Ön değerlerden son değerleri elde etme, Kurallara göre elde edilenlerin değerlendirilmesi Bulanık mantık değerlerinden geri dönüşüm

BULANIK MANTIK SİSTEMLİ ALICI Sugeno tipi bulanık mantık sistemi, Giriş üyelik fonksiyonları Gaussian, çıkış üyelik fonksiyonları üçgen tipi Girişler arasında VE operatörü kullanılmıştır.

SİMÜLASYON SONUÇLARI

SİMÜLASYON SONUÇLARI

SONUÇ

Dinlediğiniz için teşekkür ederim. Metin ÇİÇEK e-mail: mcicek@btk.gov.tr Necmi TAŞPINAR e-mail: taspinar@erciyes.edu.tr