Çok kullanıcılı yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemler için sıkıştırılmış algılama tabanlı kanal kestirimi

Gelecek nesil hücresel haberleşme sistemlerinde önemli bir yere sahip olan yoğun MIMO sistemlerinin, baz istasyonunun çok sayıda antene sahip olması sayesinde uzaysal çoğullama avantajı ön plana çıkmaktadır. Çok kullanıcılı yoğun MIMO sisteminde uzaysal çoğullama avantajından tam olarak yararlanılabilmesi için, baz istasyonu aşağı yönlü kanal durum bilgisini (CSIT) edinmelidir. TDD sistemlerindeki karşılıklılık ilkesinin geçerli olmadığı FDD yoğun MIMO sistemlerinde; en küçük kareler gibi geleneksel yöntemlerle yapılan CSIT kestirimi, anten sayısı ile orantılı pilot sembol sayısına ihtiyaç duymaktadır. Anten sayısına orantılı çok sayıda pilot sembolleri ile yapılan CSIT kestirimi, veri paketlerindeki veri hızını düşürerek FDD yoğun MIMO sistemler için dezavantaja sebep olmaktadır. Literatürde, FDD yoğun MIMO sisteminin bu dezavantajını ortadan kaldırmak için kanal vektörlerinde bulunan seyreklikten yararlanılarak yapılan çalışmalar mevcuttur. Baz istasyonu anten sayısının artması ve sınırlı sayıdaki yansıtıcılar sonucunda kullancılara ait kanal vektörlerinde seyreklik gözlemlenebilmektedir. Kanal vektörlerinin seyrek davranışı, CSIT kestirimi için sıkıştırılmış algılama yöntemlerinin kullanımına olanak sağlamıştır. Literatürde; kullanıcılar arasındaki ortak seyreklik bilgisinin de kullanıldığı, JOMP yeniden oluşturma algoritması incelenmiştir. Tez kapsamında, JOMP ve geleneksel OMP yeniden oluşturma algoritmalarının CSIT kestirim başarımının geliştirilmesine yönelik araştırmalar yapılmıştır. FDD sistemlerinde, yukarı yönlü ve aşağı yönlü kanallar arasında açısal bir karşılıklık olacağına yönelik literatürdeki çalışmalar incelenmiştir. Açısal karşılıklılık olgusuna dayanarak yukarı yönlü kanaldan elde edilen verilerin yeniden oluşturma algoritmalarına önsel bilgi oluşturabileceğine yönelik araştırmalar yapılmıştır. Önsel bilgiler ile oluşturulan logit ağırlık fonksiyonu, JOMP algoritmasına uyarlanmıştır. Böylelikle çok kullanıcılı FDD yoğun MIMO sisteminde CSIT kestirim başarımının geliştirilmesi için LW-JOMP algoritması önerilmiştir. MATLAB tabanlı QuaDRiGa kanal üreteciden türetilen kanal vektörleri yardımıyla, yeniden oluşturma algoritmalarının benzetimleri yapılmıştır. CSIT NMSE değeri, ortak sıfır olmayan elemanları kurtarma oranları ve bireysel sıfır olmayan elemanları kurtarma oranları farklı parametrelere göre incelenmiştir. Benzetimlerde; önsel bilgileri kullanan yeniden oluşturma algoritmalarının, CSIT kestirimlerinde başarım artışı sağladığı gözlemlenmiştir.