Gauss ve sönümlemeli kanallar için yeni kaynaksız rastgele erişim algoritmaları

Rastgele erişim teknikleri, özellikle büyük ve düzensiz cihaz bağlantısı bağlamında makine tipi iletişimlerde (MTC) önemli bir rol oynar. Zamanlanmış erişime sahip geleneksel iletişim sistemlerinin aksine, rastgele erişim, cihazların önceden koordinasyon olmaksızın bağımsız olarak ağa erişmelerine izin verir. Bu esneklik, özellikle birçok cihazın veriyi düzensiz olarak iletebileceği MTC senaryoları için faydalıdır. Kaynaksız rastgele erişim (URA), cihazların tamamen tanımlanmadığı bir hibesiz rastgele erişim biçimidir. Bu nedenle, cihaz kimlik girişlerini depolamak için boyutu kullanıcı sayısının karesiyle orantılı olan bir kod kitabına ihtiyaç duyulmaz. Bu kod kitabı gereksiniminin ortadan kaldırılması, URA şemasının etkili bir şekilde sayısı yüz milyonlara ulaşıp sınırsız sayılabilecek kadar cihazı kolayca barındırabilmesini sağlar. Bu tez, Gauss ve kablosuz sönümleme kanalları için uygun üç kaynaksız rastgele erişim algoritması önermektedir. İlk olarak, Gauss çoklu erişim kanalları üzerinde kullanılmak üzere bir URA algoritması tanıtıyoruz. Önerilen çözümde, kullanıcılar, her birine değişen seviyelerde iletim gücü atanarak rastgele ayrılır. Bu, sistem performansını artıran güç çeşitliliği getirir. İkinci bölümde, çoklu antenlere sahip bir alıcı ile Rayleigh blok-sönümleme kanalları üzerinde URA için bir çözüm sunmaktayız. Çok aşamalı, her biri bir kod kitabından rastgele seçilmiş dikey pilotların kullanıldığı bir yuvalı yapıyı benimsemekteyiz. Önerilen sinyalleşme yapısında, her kullanıcı mesajı bir kutupsal kod kullanarak kodlanmakta ve bu iletim sinyalini oluşturmak için seçilen pilot dizilerine eklenmektedir. Alıcı, farklı kullanıcılardan iletilen mesajları algılamak için bir yinelemeli algoritma kullanır. Bu algoritma, pilot algılama, kanal kestirimi, yumuşak veri algılama, tek kullanıcılı kutupsal çözücü ve ardışık müdahale iptali gibi çeşitli bileşenleri içerir. Ayrıca, bu şemayı rastgele gruplandırma stratejisi ile kullanıcıları ayırmak için etkili bir strateji ile iyileştiriyoruz. Kapsamlı analitik ve simülasyon sonuçlarımız, önerilen algoritmanın enerji verimliliği ve hesaplama karmaşıklığı açısından etkinliğini göstermektedir. Tezin son bölümünde, doğrudan bağlantı engellendiğinde veya önemli ölçüde zayıflatıldığında kullanıcılar ile baz istasyonu arasındaki bağlantıyı kolaylaştırmak için pasif bir yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey kullanıldığı bir URA şeması incelenmektedir. Simülasyonlar ve analitik bulgular ile önerilen yaklaşımın, özellikle önemli sönümleme yaşanan kanallarda, sistem performansını dikkat çekecek miktarda artırdığını gösteriyoruz.