Code design for energy harvesting and joint energy and information transfer using run length limited codes

Enerji hasadı gerçekleştiren veya kablosuz enerji transferinden yararlanan kablosuz ağlar son yıllarda giderek popüler hale gelmektedir. Bu ağlarda kullanıcılar iletim için gerekli enerjiyi dışarıdan bir kaynaktan elde ederler ve herhangi bir batarya yenilenmesine gerek kalmaz. Dolayısıyla, bu ağlar kablosuz sensör ağları, kablosuz beden ağları ve nesnelerin interneti dahil olmak üzere birçok alanda uygulamalar için önemli bir potansiyel teşkil etmektedir. Enerji hasadı ve ortak enerji ve bilgi transferi konusunda bilgi kuramı ve iletişim yönünde birçok gelişme olsa da, bu konular üzerinde pratik kodlama yönünde sınırlı sayıda çalışma yapılmıştır. Bu tezde, toplamsal beyaz Gaussian gürültülü (AWGN) ikili enerji hasadı iletişim kanalları üzerinde haberleşme amacıyla seri sıralanmış bir kodlama şeması öneriyoruz ve uzun ve kısa blok uzunluklarında açık ve uygulanabilir kodlar dizayn ediyoruz. Uzun ve kısa kodların her ikisi için de gerekli doğrusal olmayan girdi dağılımını elde etmek için çalışma uzunluğu sınırlı (RLL) kodları kullanıyoruz. Blok uzunluğu yüksek kodlar için düşük yoğunluklu parite kontrol (LDPC) kodları, kısa blok uzunluklu kodlar içinse kıvrımlı kodları dışsal hata düzeltici kod olarak kullanıyoruz. Kodçözme yöntemi olarak yüksek blok uzunluklu kodlar için yinelemeli bir kodçözücü kullanırken, düşük blok uzunluklu kodlarda kıvrımlı ve RLL kodların birleşimi için Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv (BCJR) algoritmasından yararlanıyoruz. Bunun yanında, enerji hasadı için yaptığımız çalışmaları benzer kodlama şemalarının kullanılabilmesi sebebiyle ortak enerji ve bilgi transferi konusunda genişletiyoruz. Sayısal örnekler yüksek blok uzunluklu kodlarda içsel bir RLL kodla beraber optimize edilen yeni kodların standart AWGN kanalları için optimize edilmiş kodlara göre yüksek performans sağladığını, düşük blok uzunluklu kodlarda ise yüksek asgari uzunluğa sahip birleşik kıvrımlı ve RLL kodların yüksek performans gösterdiğini göstermiştir.