Outage capacity and throughput maximization using theoretical andlearning-based approaches

Bu tez, telsiz iletişimdeki iki araştırma problemini incelemektedir: düz sönümlü Gauss gürültü kanallarında optimal kanal değiştirme ve rastgeleleştirme problemi ve üst güven sınırı (ÜGS) haydut algoritmasına dayalı kanal seçimi ve değiştirme yaklaşımları. Tezin ilk bölümünde, ortalama güç ve kesinti olasılığı kısıtlamaları altında, kesinti kapasitesini maksimize etmek amacıyla, düz sönümlemeli Gauss gürültü kanalları için optimal kanal değiştirme ve rastgeleleştirme problemi formüle edilmiş ve çözümü karakterize edilmiştir. Tek kullanıcı senaryosu için aşağıdaki stratejilerden birinin gerçekleştirilmesiyle optimum çözümün her zaman gerçekleştirilebileceği kanıtlanmıştır: (1) Rastgeleleştirme olmadan tek bir kanal üzerinden iletim. (2) Rastgeleleştirme olmadan iki kanal arasında kanal değiştirmesi. (3) Tek bir kanal üzerinden iki parametre seti arasında rastgeleleştirme. Dolayısıyla, yalnızca bu üç strateji dikkate alınarak çözüm kolayca elde edilebilmektedir. Ancak, çok kullanıcılı senaryo için, optimum çözümü elde etmek çok yüksek hesaplama karmaşıklığına sahip olabilir. Bu nedenle, doğrusal olarak kısıtlanmış bir doğrusal optimizasyon probleminin çözümüne dayalı olarak, optimale yakın bir kanal değiştirme ve rastgeleleştirme çözümünü (ayarlanabilir yaklaşık doğrulukla) hesaplamak için bir algoritma önerilmiştir. Tezin ikinci bölümünde, vericideki bilinmeyen kanal istatistiklerini göz önünde bulundurarak, blok sönümlemeli bir kanal üzerinden bir verici ile bir alıcı arasındaki iletişim için ÜGS haydut algoritmasına dayalı kanal seçimi ve kanal değiştirme yaklaşımları önermekteyiz. Bir blokta kanal değiştirmenin olmadığı durumda, birim zaman başına doğru alınan sembol sayısını maksimize etmek için olası kanal dizileri arasından en iyi kanalı seçmek için bir ÜGS haydut algoritması önermekteyiz. Kanal değiştirme varlığında, önce çeşitli güç seviyelerine ve zaman paylaşım faktörlerine sahip tüm olası kanal çiftlerini göz önünde bulundurarak bir dizi sanal kanallar tanımlanmaktadır. Ardından, en iyi sanal kanalı belirlemek, yani en uygun kanal değiştirme stratejisini bulmak, için bir ÜGS haydut algoritması kullanılmaktadır. Ayrıca, çok sayıda sanal kanal olduğunda optimum çözüme verimli yakınsama için bu algoritmanın düşük karmaşıklıklı bir versiyonu önerilmiştir. Ek olarak, karşılaştırma amacıyla, vericide kanal istatistikleri mevcut olduğunda kuramsal sınırlar sunulmaktadır. Benzetim sonuçları, önerilen ÜGS haydut algoritmalarının, yeterince büyük sayıda blok üzerinde, kuramsal sınırlara çok yakın performans elde edebildiğini ve kanal değiştirmenin faydalarının gerçeklenebildiğini göstermektedir.