Hızlı frekans hoplamalı dik frekans bölmeli çoğullama sisteminin sönümlemeli kanallardaki başarım analizi

Bu tez çalışmasında, verici çeşitlemeli Dik Frekans Bölmeli Çoğullamalı (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, DFBÇ) işaretlerin sönümlemeli kanallarda başarım analizi yapılmıştır. Yapılan analizde, kanalda meydana gelen sönümleme etkisini telafi edebilmek için DFBÇ işaretlere çeşitleme teknikleri uygulanmıştır. Bu sebeple, DFBÇ işaretlere Hızlı Frekans Hoplaması (Fast Frequency Hopping, HFH) yaptırılarak İşaret Karışım artı Gürültü Oranı (Signal to Interference plus Noise Ratio, İKGO) analizi yapılmıştır. Klasik DFBÇ ve Uzay çeşitlemesini kullanan ve çeşitleme avantajı iyi bilinen Alamouti kodlama, HFH/DFBÇ sistem ile karşılaştırma yapmak maksadıyla analiz edilmiştir. Yapılan analizde Çok Girişli Çok Çıkışlı Sisteme (Multiple Input Multiple Output, ÇGÇÇ), Alamouti Uzay Zaman Blok Kodlama (Space Time Block Coding, UZBK) ve Alamouti Uzay Frekans Blok Kodlama (Space Frequency Block Coding, UFBK) uygulanarak DFBÇ işaretlerin başarım analizi yapılmıştır. Daha sonra elde edilen başarımlar HFH/DFBÇ 'ninki ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalarda modülasyon tekniği olarak, M-seviyeli Faz Kaydırmalı Anahtarlama (M-FaKA) veya M-seviyeli Dördün Genlik Modülasyonu (M-DöGM) kullanılmıştır. ÇGÇÇ sistemde, 2x1 ve 2x2 Alamouti UZBK ve Alamouti UFBK uygulanmış DFBÇ işaretlerin Rayleigh ve Nakagami-m düz sönümlemeli kanallarda SHO ve SKO ifadeleri türetilmiş ve sonuçlar benzetimlerle doğrulanmıştır. Yapılan analizde önce, anten çıkışlarındaki Olasılık Yoğunluk Fonksiyonları (Probability Density Function, OYF) türetilip, bunların Moment Üreten Fonksiyonları (Moment Generating Function, MÜF) alınarak ortalama SHO ifadeleri elde edilmiştir. SHO ifadelerinin ortalamasının hesaplanmasında OYF kullanmak işlemsel olarak çok yoğun olduğundan hesaplamalarda MÜF kullanılarak işlem kolaylığı sağlanmıştır. Ayrıca, türetilen OYF'ler kullanılarak SKO ifadeleri elde edilmiştir. HFH/DFBÇ sistemde ise frekans seçici Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Önce, zamanla değişmeyen frekans seçici yavaş sönümlemeli (Slow Fading, SF) Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Daha sonra, zamanla değişen frekans seçici hızlı sönümlemeli (Fast Fading, FF) Rayleigh ve Nakagami-m kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Zamanla değişen kanal durumu için Doppler kayması göz önüne alınmıştır. Yapılan analizlerde kanalın alıcıda bilindiği veya kusursuzca elde edildiği varsayılmıştır. Alıcıda kanal denkleştirme tekniği olarak Sıfırı Zorlayan (Zero Forcing, SZ) veya En Küçük Ortalama Karesel Hata (Minimum Mean Square Error, EKOKH) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, Rayleigh kanalda SZ denkleştirici her hangi bir avantaj sağlamazken, EKOKH denkleştiricinin önemli ölçüde çeşitleme sağladığı görülmüştür. Diğer yandan Nakagami-m sönümlemeli kanallarda her iki teknik de başarı sağlamıştır. HFH/DFBÇ sistem, Klasik DFBÇ ve Tek Taşıyıcılı-Frekans Uzayı Denkleştirmeli (Single Carrier-Frequency Domain Equalization, TT-FUD) DFBÇ ile karşılaştırılmıştır. Zamanla değişmeyen kanallarda alt-taşıyıcı sayısı arttıkça HFH/DFBÇ başarımının TT-FUD/DFBÇ başarımına yaklaştığı görülürken, zamanla değişen kanallarda normalize Doppler frekansının belli bir değerinden sonra HFH/DFBÇ başarımının TT-FUD/DFBÇ başarımından daha iyi olduğu görülmüştür.