Anten seçimli ağ kodlamalı işbirlikli MIMO sistemlerin Rician sönümlemeli kanallardaki performansı

Alıcı ve vericide fiziksel anten dizileri konumlandırılarak anten çeşitleme kazancı sağlama fikrine dayanan çok girişli çok çıkışlı (MIMO) sistemler sundukları önemli kapasite artışları sayesinde günümüzün artan iletişim ihtiyaçlarını karşılamada önde gelen teknolojilerden birisi haline gelmişlerdir. Bununla birlikte telsiz terminallerde çok sayıda anten kullanımı önemli maliyet ve karmaşıklık artışlarına neden olmaktadır. Bu problemi çözmek için önerilmiş olan anten seçim tekniğinde alıcı ve vericide sistem performansını maksimum yapan antenler seçilerek iletişimde kullanılmaktadır. Anten seçim tekniğinin MIMO sistemlerde karşılaşılan boyut, maliyet ve karmaşıklık artışı problemlerini çözebildiğini gösteren literatürde çok sayıda çalışma mevcuttur. Telsiz iletişim sistemlerinde anten çeşitleme kazancı sağlayan bir başka yaklaşım, kaynak ile hedef arasındaki iletişime röle olarak adlandırılan komşu terminallerin yardımcı olduğu işbirlikli iletişim tekniğidir. İşbirlikli telsiz ağlarda röle terminallerinde kullanılan başlıca işaret işleme yöntemleri analog aktarma (AR) ve sayısal aktarma (DR) olarak sınıflandırılabilir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında odaklanılan DR tekniğinde röle terminalleri aldıkları işareti çözdükten sonra hedefe tekrar iletir. Röledeki sezim hatalarının meydana getirdiği performans kayıpları DR tabanlı telsiz işbirlikli ağlarda karşılaşılan en önemli problemdir. Hata yayılımı adı verilen bu problem ile mücadele için en yüksek olabilirlik (ML) sezimi, işbirlikli en yüksek oran birleştirmesi (C-MRC), seçimli aktarma (SR), logaritmik olabilirlik oranı (LLR) tabanlı sezim ve sanal gürültü (VN) tabanlı sezim gibi literatürde birçok farklı teknik önerilmiştir. Ağ kodlaması tekniği röle terminallerinin aldıkları işaretleri birleştirerek yeni paketler oluşturması fikrine dayanır ve işbirlikli telsiz haberleşme sistemlerinin spektral verimliliğini artırmakta kullanılır. Çok sayıda kullanıcının ortak bir hedefe bir röle terminali yardımıyla bağımsız veri iletimi yaptığı çoklu erişim röle kanalı (MARC) işbirlikli telsiz ağ kodlamasının önde gelen uygulamalarındandır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında iki kullanıcı, bir röle ve bir hedeften oluşan, terminallerinde anten dizilerinin bulunduğu DR tabanlı bir MARC yapısının Rician sönümlemeli kanallardaki performansı simülasyon sonuçları ile analiz edilmiştir. İlk iki fazda kullanıcıların iletimde oldukları, üçüncü fazda rölenin ağ kodlanmış veri paketini ilettiği üç fazlı bir iletim protokolü incelenmiştir ve kullanıcılar ile hedef arasında doğrudan linklerin bulunduğu varsayılmıştır. Bu yüksek lisans tezinde kullanılan anten seçim kriterlerinde ilgili alıcı ve verici terminallerde sadece bir anten seçilip aktif edilmiştir. Hata yayılımı probleminin neden olduğu performans düşüşleri ile mücadele için ise röledeki hata olasılığının hedefte göz önüne alındığı ML karar kuralından faydalanılmıştır. İncelenen sistem modelinin çeşitleme kazancı sağladığı simülasyon sonuçları ile gösterilmiştir.