Implementation of an OFDM based underwater acoustic modem

Bu tezde, çok taşıyıcı modülasyonu, dikey frekans bölmeli çoklama (OFDM) yapısında kullanan bir sualtı akustik iletişim sistemi tasarlanmış ve yapılmıştır. Gerçek zamanlı veri, video ve sonar görüntüsü göndermeye artan ilgiden dolayı, sualtı akustik iletişimi daha popüler olmuştur. Bu aktarımlar, askeri ve bilimsel uygulamalarda kullanılan sualtı sensör ağları ve insansız sualtı araçları gibi bir çok uygulamada kullanılmaktadırlar. Bu nedenle,yüksek veri aktarım hızına sahip etkin bir sualtı iletişim sistemi, bahsi geçen bu uygulamaların performanslarını önemli ölçüde geliştirebilir. Halihazırda kullanılan bir çok iletişim sisteminde, alıcların karmaşıklığından ötürü sınırlı veri aktarım hızına sahip olan tek taşıyıcılı modülasyon tekniği kullanılmaktadır. Bu karmaşıklığın sebebi, sembol aktarım hızı artıkça kanalın daha fazla frekans seçici sönümleme yapmasıdır. Bu nedenle biz veri aktarım hızını artırabilmek için, sualtı akustik iletişimde çok taşıyıcılı modülasyonu kullanmaya ve incelemeye karar verdik. Bu tezde, sıfır ile dolgulanmış (ZP)-OFDM modülasyonu incelenmiştir. ZP-OFDM'ye bağlı olarak kullanılan alıcı modeli, her OFDM bloğunda ayrı olmak üzere pilot-sembol destekli kanal kestirimi, en küçük karaler kestirimine veya eğer bulunuyorsa boş alt taşıyıcılara dayanan taşıyıcı frekans ofseti dengelemesi ve veri demodülasyonu yapmaktadır. Bu tezde, sistem gerçeklemesi için MATLAB ortamı kullanılmıştır. MATLAB kodları tarafından oluşturulan ve OFDM blokları içeren veri paketleri kullanalan veri edinme (DAQ) kartı ile bir dizüstü bilgisayardan donanıma aktarılır. Sistemin diğer ucunda ise alıcı dizüstü bilgisayar bir veri edinme kartı sayesinde veriyi alır.Verinin alınması ile beraber, MATLAB kodları ile demodülasyon işlemi gerçekleştirilir. Bu şekilde tanımlanan sistemimizin gerçek bir sualtı ortamındaki performansını görmek için Bilkent Üniversitesi Gölet Tesisinde, sualtı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu testler sonucunda, dördün faz kaydırmalı modülasyonunu kullanan ve herhangibir kodlama işlemi içermeyen sistemimiz, bit hata oranı 9x10^-2 altında iken 13.92 kbps veri aktarım hızına ulaşmıştır.