Doç.Dr. İbrahim ALTUNBAŞ Prof.Dr. M. Ertuğrul ÇELEBİ Röleli Sistemler İçin Dağıtılmış Uzay-Zaman MSK Kafes Kodları Doç.Dr. İbrahim ALTUNBAŞ Ali Serdar DEMİROĞLU Prof.Dr. M. Ertuğrul ÇELEBİ Bu çalışma, 107E022 nolu TÜBİTAK projesi kapsamında desteklenmektedir.

İÇERİK GİRİŞ SİSTEM MODELİ KOD TASARIM ÖLÇÜTLERİ KODLAR HATA BAŞARIMLARI SONUÇ

GİRİŞ Tek verici, tek alıcı antenli sistemler (çok verici, çok alıcı antenli sistemlere göre) düşük kanal sığasına sahiptir.

GİRİŞ Verici ve/veya alıcı anten sayısını arttırmanın kanal sığasını artırdığı Telatar1 ve Foschini ile Gans2 tarafından gösterilmiştir. [1] Telatar, İ. E., “Capacity of Multi-Antenna Gaussian Channels,” Internal Tech. Memo., AT&T Bell Laboratories, June 1995 [2] Foschini, G. J. and Gans, M. J., “On Limits of Wireless Communications in a Fading Environment when Using Multiple Antennas,” Wireless Personal Communications, 6, 311-335, 1998.

GİRİŞ Gezgin birimlere, boyut, güç ve maliyet kısıtlaması nedeniyle birden fazla anten ve RF katı yerleştirilememektedir. Bu durum gezgin birim üzerinden verici anten çeşitlemesi yapılmasını zorlaştırmaktadır.

GİRİŞ Gezgin birimler Covet ve Gamal3 tarafından incelendiği şekilde, röleler yardımıyla verici anten çeşitlemesi yapabilirler. Yeni kuşak telsiz haberleşme sistemlerinde (3G, 4G, WiMAX) daha yüksek taşıyıcı frekanslar kullanılmaktadır. Bu da daha yüksek yol kaybı ve daha düşük kapsama alanını beraberinde getirmektedir. Röleli sistemler bu durumda da kullanılarak, maliyeti düşük kapsama alanlarının oluşturulabilmesini sağlarlar4. [3] Covet, T. M. and El Gamal, A. A., “Capacity Theorems for the Relay Channel,” IEEE Transactions on Information Theory, VOL. IT-25, NO. 5, September 1979. [4] Soldani, D. And Dixit, S., “Wireless Relays for Broadband Access,” IEEE Communications Magazine, VOL. 46, March 2008.

GİRİŞ : Röle

GİRİŞ CPM (Sürekli Fazlı Modülasyon) Dar/düzgün frekans spektrumu Güç verimliliği Düşük maliyetli doğrusal olmayan kuvvetlendiricilerle kullanılabiliyor. WiMAX ve LTE için seçilen teknoloji QAM-OFDM’dir. Doğrusal kuvvetlendirici gerekiyor. CPM-OFDM iyi bir alternatif olarak gözüküyor5. s3 s2 s1 s0 π s0 s2 s3 θn θn+1 s1 [5] Aulin, J., “Capacity-Enhancing Techniques for Wireless Communications,” http://www.ce.chalmers.se/research/group/ tct/publications/Pub_2006/Optimal%20OFDM.htm, 2006.

GİRİŞ Bu bildiride: Dağıtılmış uzay-zaman MSK kafes kodları incelenmiştir, Tasarım kriteri olarak Canpolat, Uysal ve Fareed6 tarafından bulunan Öklid uzaklığı benzeri bir ölçüt göz önünde bulundurulmuştur, Nabar vd.7 tarafından bulunan ve 6’da çok röleli sistemler için genelleştirilen protokoller kullanılmıştır, Literatürde yer alan klasik uzay-zaman MSK kafes kodlarından8,9 farklı bir kod elde edilmiştir, Yeni bulunan ve önceden bulunmuş olan kodların ele alınan sistem altında hata başarımları incelenmiştir. [6] Canpolat, O.,Uysal, M., and Fareed, M. M., “Analysis and design of distributed space-time trellis codes with amplify-and-forward relaying,” IEEE Trans. Vehicular Tech., vol. 56, July 2007. [7] Nabar, R. U., Bölcskei, H., and Kneubühler, F. W., “Fading relay channels: Performance limits and space-time signal design,” IEEE J. Selected Areas Commun., vol. 22, pp. 1099-1109, Aug. 2004. [8] Altunbaş, İ., “Space-time trellis codes for MSK,” J. of Computers and Electrical Engineering, CEE, vol. 31, pp. 263-271, June-July 2005. [9] Maw R.L. and Taylor D.P., “Space-time coded systems with continuous phase frequency shift keying,” Proc. IEEE GLOBECOM 2005.

SİSTEM MODELİ “Kuvvetlendir ve aktar” yöntemini kullanan yandaki sistem modeli ele alınmıştır. Sistemde M-1 tane röle bulunmaktadır. R1 RM-1 R2 H K

SİSTEM MODELİ (PROTOKOL A, B) 2. Zaman Aralığı R1 1. Zaman Aralığı Faz sürekliliğini sağlamak amacıyla blok iletim yapılmıştır.

SİSTEM MODELİ (PROTOKOL C) 2. Zaman Aralığı R1 1. Zaman Aralığı

SİSTEM MODELİ (PROTOKOL A)

SİSTEM MODELİ (PROTOKOL B)

SİSTEM MODELİ (PROTOKOL C)

KOD TASARIM ÖLÇÜTLERİ6 Protokol A için: Burada : ve Protokol B için: Protokol C için: Röle – Hedef arası kanalın statik olduğu varsayılıyor. [6] Canpolat, O.,Uysal, M., and Fareed, M. M., “Analysis and design of distributed space-time trellis codes with amplify-and-forward relaying,” IEEE Trans. Vehicular Tech., vol. 56, July 2007.

KODLAR [8] Altunbaş, İ., “Space-time trellis codes for MSK,” J. of Computers and Electrical Engineering, CEE, vol. 31, pp. 263-271, June-July 2005. [9] Maw R.L. and Taylor D.P., “Space-time coded systems with continuous phase frequency shift keying,” Proc. IEEE GLOBECOM 2005.

KODLAR [8] Altunbaş, İ., “Space-time trellis codes for MSK,” J. of Computers and Electrical Engineering, CEE, vol. 31, pp. 263-271, June-July 2005.

HATA BAŞARIMLARI EKR/N0 = 5 dB için ÇHO (Protokol A)

HATA BAŞARIMLARI EKR/N0 = 35 dB için ÇHO (Protokol A)

HATA BAŞARIMLARI EKR/N0 = 5 dB için ÇHO (Protokol C)

HATA BAŞARIMLARI EKR/N0 = 35 dB için ÇHO (Protokol C)

HATA BAŞARIMLARI EKR/N0 = 5 dB için ÇHO (Protokol A)

HATA BAŞARIMLARI EKR/N0 = 35 dB için ÇHO (Protokol A)

SONUÇ Röleli sistemlerde MSK modülasyonunun kullanılması araştırılmıştır. 4 durumlu 2 ve 3 verici antenli yeni kafes kodlar tasarlanmıştır. Yeni kodların Protokol A için daha iyi başarım sağladığı gösterilmiştir.

TEŞEKKÜRLER...