MC-CDMA (Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu Erişim ) Sistemlerinde Çok Kullanıcılı Sezme İşleminin Bulanık Mantık Yöntemiyle Gerekleştirilmesi Metin ÇİÇEK, Telekomünikasyon Kurumu, ANKARA Necmi TAŞPINAR, Erciyes Ünv. Elektronik Müh. Bölümü, KAYSERİ

GİRİŞ

(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. Uyumlu Filtre 2. İlişki çözücü alıcı 3. MMSE alıcı Alıcıların performansı belirlenirken; SNR-BER Kullanıcı Sayısı-BER NFR-BER performanslarına bakıldı.

UYUMLU FİLTRE ALICI Uyumlu filtre çıkışı şöyle ifade edilir: k. uyumlu filtre çıkışındaki karar istatistiği aşağıdaki gibi verilir. İfade açılırsa; bu ifade düzenlenirse 2. terim MAI’ dır.

İLİŞKİ ÇÖZÜCÜ ALICI İlişki çözücü sezici çıkışı şöyle verilir: Gürültü yokken;

MMSE ALICI İlişki çözücü sezici gibi doğrusal bir sezici olan MMSE alıcı, karar istatistiğini oluşturmak için alınan y istatistiğini bir ağırlık vektörü w ile değerlendirir. Burada

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI AWGN Kanal, 5 kullanıcı

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI - II AWGN Kanal, 10 kullanıcı

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI - III AWGN Kanal, SNR = 7dB

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI - IV AWGN Kanal, SNR = 5dB, 5 kullanıcı

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.

BM ALICI - DİĞER ALICILAR KIYASLAMALARI - I AWGN Kanal, kullanıcı sayısı=8

BM ALICI - DİĞER ALICILAR KIYASLAMALARI - II AWGN Kanal, SNR=7dB

BM ALICI - DİĞER ALICILAR KIYASLAMALARI - III AWGN Kanal, kullanıcı sayısı=8, SNR=6dB

SONUÇ

Dinlediğiniz için teşekkür ederim. Metin ÇİÇEK e-mail: mcicek@tk.gov.tr Necmi TAŞPINAR e-mail: taspinar@erciyes.edu.tr NOT: Bu Tez çalışmasına sağlamış olduğu maddi destekten dolayı E.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ ne teşekkür ederiz.