5G teknolojisi temel alınarak tasarlanan su altı haberleşme sistemi

Günümüz teknolojisi çok hızlı gelişmeye başladı ve haberleşme teknolojisi bu olumlu değişime uyum sağlamaya çalışıyor. Gelişmiş bir haberleşme sistemi için geniş bantlı sistemler gereksinim haline gelmiş bulunmakta. Bu gereksinimleri karşılamak için, son kullanıcılara daha hızlı bir haberleşme deneyimi vaat eden RF 5G teknolojisi geliştirildi. Daha hızlı iletişim yalnızca daha fazla bant genişli gerektirmekle kalmaz, aynı zamanda son kullanıcılar arasında güvenilir ve sağlam bir bağlantı gerektirir. Ancak 5G'nin 1 Ghz ve üzerinde çalışmayı hedeflemesi, radyo frekansının artması nedeniyle kullanıcıya birden fazla sayıda ulaşma, yayılma ve saçılma gibi sorunları beraberinde getirdiği için eski iletişim teknikleriyle yeni RF 5G gereksinimlerini karşılamak mümkün değildir. Neyse ki 5G topluluğu, veri bağlantı katmanındaki bu çok yollu ve saçılma sorunlarını çözdü. Sualtı akustik iletişiminde ise en zorlu görevler, gelen sinyali çok yollu ve saçılma etkilerinden kurtarmaktır ve alıcı tasarımının bir durumu olmadan iletişim kurmak çok zordur. Ancak RF 5G teknolojisinin frekans artışına bağlı olarak ortaya çıkan multipath ve saçılma problemlerinin aynı zamanda Sualtı iletişim sistemlerinin temel problemleri olduğunu fark ettik. RF 5G teknolojisi, kontrol kanalının ileri hata kodlaması olarak Polar Kodlar ile birlikte 4G teknolojisinin tanıtılmasıyla kullanılmaya başlanan modülasyon şeması olarak OFDM'yi (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) kullanarak veri bağlantı katmanındaki bu sorunu çözmüştür. Bu nedenle, UWA'nın çok yollu ve saçılma problemlerinin üstesinden gelmek için RF 5G teknolojisinin veri bağlantı katmanını en iyi su altı akustik (UWA) iletişim teknikleriyle birleştiren son teknoloji bir sistem oluşturmaya karar verdik ve bu sisteme Sualtı 5G teknolojisi adını verdik. Bu tezde, gerçek zamanlı çalışan bir uçtan uca UWA sistemi oluşturmak için hem RF hem de UWA iletişiminin birçok başarılı telekomünikasyon tekniğini birleştirdik. Underwater 5G teknolojisi olarak adlandırılan bu sistem, MATLAB üzerinde System Generator blokları ile hazırlandığından Xilinx'in FPGA'ları üzerinde doğrudan uygulanabilir. Tasarımın her adımını açıkladık ve belirli modüllerin neden kullanıldığının nedenlerini açıkladık. Bu şekilde, sistem kullanıcıları parametreleri sistem performans gereksinimlerine göre ayarlayabilirler. Sualtı 5G Teknolojisi, çok gürültülü kanallarda güvenilir bir bağlantı kurabilen sağlam bir tasarıma sahiptir. Performans kriteri olarak, sistem çok düşük bit hata oranıyla 6 dB SNR'de (Sinyal Gürültü oranı) iletişim kurabilir. Bu derecelendirmeler, literatürdeki benzer çalışmalardan neredeyse yüz kat daha iyidir . Sualtı 5G teknolojisi sadece performans kriterleri açısından daha iyi değil, aynı zamanda kolay tasarım parametreleri ile daha uygulanabilir.