Çok yüksek hızlı tümleşik devre donanım tanımlama dili kullanılarak kablosuz haberleşme sistemleri için çok taşıyıcılı filtre bankası tasarımı

Haberleşme teknolojileri, gelecek nesillere daha iyi iletişim olanakları sağlamak amacıyla özellikle son yıllarda kapasitelerini artırmaya yönelik çalışmalara yoğunluk vermiştir. Kablosuz sayısal iletişim sistemlerinin giderek yaygınlaşması ve her geçen gün artan yüksek veri hızı ve servis kalitesi talepleri, daha fazla kapasite vaadeden yeni haberleşme tekniklerinin geliştirilmesini hızlandıran çalışmaların önünü açmıştır. Günümüzde 5G olarak adlandırılan beşinci nesil haberleşme sistemleri, geleceğin teknolojisi olarak görülmekte, yüksek performansı sayesinde araştırmacıları cezbetmektedir. Özellikle Çok Taşıyıcılı Filtre Bankası (FBMC) olarak bilinen modülasyon tekniği sayesinde önceki nesillerde kullanılan Dikgen Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (OFDM) modülasyonuna kıyasla daha yüksek hız ve performans elde edilmiştir. Bu tezde yeni nesil 5G teknolojisinde kullanılan FBMC modülasyon yapısı geliştirilmiş ve karşılaştırmalı çalışmalarla performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Tezde özellikle FBMC verici-alıcı tasarımındaki karmaşıklığı en çok etkileyen FFT/IFFT, filtreleme gibi blokların etkisi önemli konular olarak karşımıza çıkmaktadır. FBMC vericisi ve kullanılan prototip filtrenin tasarımında Matlab yazılımı, Modelsim programı, Simulink programına ek olarak Xilinx Vivado donanım gerçekleme programı kullanılmış, son olarak da gerçek zamanlı tasarım için Zedboard xc7z020 FPGA bordu üzerinde uygulamalar yapılmıştır. Özellikle FS-FBMC-OQAM (Frequency Spreading-FBMC-OQAM) ve geleneksel yaklaşım olarak PPN-FBMC-OQAM (Poly Phase Network FBMC-OQAM) tekniklerinin FPGA tabanlı uygulaması Verilog dili kullanılarak ayrı ayrı yapılmış ve performans, kaynak kullanımı ve güç tüketimi karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Sonuçlar, FS-FBMC-OQAM sistemlerinin sahip olduğu daha yüksek hesaplama karmaşıklığının doğrudan daha yüksek kaynak kullanımına yol açmadığını, bu durumun FS-FBMC'yi FPGA üzerinde FBMC tasarımlarını uygulamak için uygun bir teknik haline getirdiğini göstermektedir. Elde edilen sonuçlar özellikle FBMC tekniğinin gücünü ortaya koyarken yeni nesil kablosuz haberleşme sistemleri için önemli bir teknolojiyi kullanıcılara sunmuştur.