MIMO sistemler için sinyal tanıma algoritmaları

Bilinmeyen haberleşme sinyallerinin gözü kapalı ve işbirliksiz şekilde tanınması için geliştirilen sinyal tanıma teknikleri günümüzde askeri ve sivil uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tekniklerle alıcıdaki bilinmeyen veya kısmen bilinen bir sinyalin modülasyon tipi, bant genişliği, taşıyıcı frekansı, kullanılan çoklu erişim ve frekans yayma metodları gibi kendine özgü iletim parametreleri işbirliksiz ve gözü kapalı şekilde tespit edilebilmektedir. Kablosuz sayısal iletişim sistemlerinin giderek yaygınlaşması ve kullanıcıların her geçen gün artan yüksek veri hızı ve servis kalitesi talepleri, kablosuz sayısal haberleşme sistemleri için daha fazla kapasite vaadeden yeni haberleşme tekniklerinin geliştirilmesi doğrultusunda yapılan çalışmaları hızlandırmış, yenilikçi kablosuz haberleşme tekniklerinin hızla çoğalıp çeşitlenmesinin önünü açmıştır. Sinyal tanıma algoritmalarının bu çeşitlilikle baş edebilmeleri için zaman içinde geliştirilen her yeni iletim tekniğini içerecek şekilde durmadan genişletilmeleri ve modifiye edilmeri elzemdir. Verici ve alıcıda birden çok antenin kullanılmasıyla yüksek veri hızları ve kapasite artışı sağlayan Çok Girişli Çok Çıkışlı (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) sistemleri yukarıda bahsedilen son on yıl içinde ortaya çıkmış yeni haberleşme tekniklerinden belki de en çok umut vaadedeni olarak görülebilir. MIMO sistemler, Tek Girişli Tek Çıkışlı (Single-Input Single-Output, SISO) sistemlere göre daha karmaşık yapıda olduğundan, verici anten sayısı ve uzay-zaman kodları (Space-Time Codes, STC) gibi SISO sistemlerde geçerli olmayan ancak tanınması gereken yeni iletim parametrelerini de beraberinde getirmiştir. Ayrıca SISO sistemler için geliştirilen modülasyon tipi tanıma algoritmalarının, alıcı antenlerdeki kendine-girişim sebebiyle MIMO sistemlerde kullanılması mümkün değildir. Bu tezde MIMO sistemler için yenilikçi sinyal tanıma algortimalarının geliştirilmesi üzerinde çalışılmıştır. Bu bağlamda iki temel sinyal tanıma algoritması önerilmiştir. Bunların ilki, kodlanmış sinyal vektörlerinin döngüsel-durağan karakteristiklerinin farklı uzay-zaman blok kodlarını (Space-Time Block Codes, STBC) birbirinden ayırt etmek amacıyla kullanıldığı ortakça anten sayısı-uzay-zaman blok kodu sınıflandırma algoritmasıdır. İkincisi ise anten sayısı tespiti ile modülasyon tipi tanıma problemlerinin birlikte ele alındığı minimum tarif uzunluğu (Minimum Description Length, MDL) bazlı yenilikçi bir ortakça anten sayısı- modülasyon tipi sınıflandırma algoritmasıdır. MIMO sistemlerde sinyal tanıma konusunda literatürdeki diğer çalışmaların aksine, önerilen algoritmalar anten sayısı tespiti, modülasyon tipi tanıma ve uzay-zaman blok kodu tanıma problemlerini ayrı ayrı değil de ikili olarak ortakça ele almaktadır. Bununla birlikte, önerilen ortakça anten sayısı-uzay-zaman blok kodu sınıflandırma algoritması, literatürdeki diğer yöntemlerin aksine, kod uzunlukları birbirine eşit uzay-zaman blok kodlarını da birbirinden ayırt edebilmekte, 2'den fazla verici anten için tasarlanan uzay-zaman blok kodlarının da tanınmasında kullanılabilmektedir. Önerilen ortakça modülasyon tipi ve anten sayısı tespiti algoritması ise çok az ön bilgi ile yüksek bir performans sergilemektedir.