Performance analysis of multiuser free space optical communications

Kablosuz optik (free space optical, FSO) haberleşme sistemleri iki nokta arasındaki atmosferik kanal aracılığı ile optik hüzmeleri kullanarak iletim sağlar. Radyo frekansı (RF) iletiminden farklı olarak, FSO sistemler spektrum lisansı gerektirmezler ve diğer sistemlerden kaynaklı girişim gibi problemler barındırmazlar. Bu sistemler kolay kurulabilir ve tekrar kullanılabilir özellikde olduklarından fiber optik ve RF sistemlerine – özellikle "son mil" problemi için – alternatif bir çözüm olarak karşımıza çıkmaktadırlar. Ek olarak, lazer hüzmeleri ile uçtan uca iletimin doğası girişim ve dış kaynaklı boğmalara karşı bağışıklık göstermektedir. Tezin ilk bölümünde FSO teknolojisinin avantajları ve sıkıntıları hakkında genel bir inceleme sunucağız. Bunun yanında, FSO sistemlerinde atmosferik türbülansdan kaynaklanan sönümlenme probleminin nasıl aşılabileceğinden bahsedeceğiz. İkinci bölümde, log-normal atmosferik türbülans kanalı üzerinde çalışan çok kullanıcılı bir FSO sistemini ele alacağız. Önerilen sistemi, farklı çizgeleme teknikleri (Round Robin, Fırsatçı Round Robin, En İyi Seçim ve m'inci En İyi Seçim) altındaki hizmet kesinti olasılıklarını inceleyeceğiz. Elde edilen kapalı formdaki hizmet kesinti olasılıklarını Monte Carlo simülasyonları ile de doğrulayacağız. Üçüncü bölümde, ikinci bölümdeki senaryoyu paralel çok-atlamalı (işbirlikli) FSO sistemine genelleştireceğiz ve hizmet kesinti olasılığının çıkarımını m'inci En İyi Yol Seçimi (m-BPS) protokolü altında yapacağız. Çalışmada her bir yolu N çözümle-ve-ilet rölesi içeren M paralel aktarma yolundan oluşan bir FSO sistemi varsaymaktayız. Bu protokolde, mevcut en iyi yol (m=1) çizgeleme ve yük dengeleme gereği iletime imkan veremediğinde, veri m'inci (m ≥2) yoldan hedefe iletilmektedir. Hizmet kesinti kapasitesinin kapalı formunu elde ettikten sonra, önerilen sistemin çeşitleme kazancını da bulmaktayız. Son bölümde, çok kullanıcılı FSO sistemlerde hizmet kesinti kapasitesini ve iş çıkarma oranı ifadelerini elde edeceğiz. Bu çıkarımlar hem bağımsız özdeş, hem de özdeş olmayan log-normal kanal modelleri varsayımı ile elde edilmekte ve simülasyonlar ile doğrulanmaktadır.