Diversity techniques for ultraviolet communications

Morötesi (ultraviolet – UV) dalgaboyları vericinin alıcı ile doğrudan bir görüş hattı (line of sight – LOS) olmadan haberleşebildiği mekanizmaları mümkün kılar. Katıhal teknolojilerindeki son ilerlemeler, yüksek verimli yarıiletken morötesi (UV) LED ışık kaynaklarının ve detektörlerin üretimine imkan tanımıştır ve bu da UV haberleşmesine olan ilginin artmasına yol açmıştır. Görüş hattı dışı (Non-line- of-sight - NLOS) haberleşme özellikle nişanlama ve takip gibi gereklilikleri ortadan kaldırdığı için tercih edilir. Bu tez, NLOS UV haberleşme sistemlerinde uzamsal çeşitleme tekniklerini incelemektedir. Özellikle, uzamsal çeşitlemenin avantajlarını ortaya çıkarmak için, röle-destekli iletim ve çok-girişli çok çıkışlı (MIMO) haberleşme incelenmiştir. Tezin birinci bölümüde, NLOS UV haberleşme, avantajları ve uygulamalarının tartışıldığı genel bir özet ve bir literatür araştırması sunulmuştur. İkinci bölümde ise bu tezde kullanılan NLOS UV kanal modeli ortaya konulmuştur. Tezin üçüncü bölümünde, ortogonal işbirliği protokolü ile çalışan bir işbirlikli UV sistemi ele alınmış ve fiziksel katman olarak da doğru akım eklemeli optik ortogonal frekans bölmeli çoğullama (DCO-OFDM) kullanılmıştır. Türbülansın ihmal edilebileceği varsayımı altında, hem yükselt-ve- ilet (amplify-and- forward - AF) hem de çöz-ve- ilet (detect-and- forward – DF) röleleme çalışılmıştır. İşbirlikli OFDM UV sisteminin bit hata oranı (bit error rate – BER) başarımı incelenmiş ve terminaller arasında güç dağılım optimizasyonu yapılmıştır. Ayrıca değişken hızlı işbirlikli OFDM UV sistemi de ele alınmış ve veriyi maksimize etmek için bit yükleme (örneğin, her alt taşıyıcıda farklı kipleme derecelerinin kullanılması gibi) incelenmiştir. Dördüncü bölümde, türbülansın etkileri ele alınmış ve DF röleli çok-atlamalı UV sisteminin başarımı incelenmiştir. Asimptotik olarak çeşitleme kazancı analizi sunulmuş ve çeşitleme derecesi iletim mesafesine ve sistem parametrelerine bağlı olarak ifade edilmiştir. Beşinci bölümde, MIMO UV sistemlerinin türbülans kanallarındaki başarımı çalışılmıştır. NLOS log-normal türbülans kanallarında MIMO UV sistemleri için BER ifadeleri elde edilmiştir. Ayrıca tek girişli çok çıkışlı (single-input multiple-output – SIMO) ve çok girişli tek çıkışlı (multiple-input single-output – MISO) gibi özel durumların da başarımı incelenmiştir.