Performance analysis and optimization of relay-assisted free space optical communication systems

Kablosuz optik (KAO) iletişim, lisansız optik spektrumda ultra-yüksek veri hızına ulaşabilme (saniyede birkaç gigabit mertebesinde) kabiliyetiyle, son yıllarda giderek daha fazla artan bir ilgi çekmektedir. Ancak, atmosferik türbülansın sebep olduğu sönümleme, özelikle uzun linklerde, bu sistemlerin başarımını önemli derecede etkileyen olumsuz bir faktördür. Sönümleme varyansının, KAO kanalında uzaklığa bağlı olduğu gerçeğinden yararlanarak ortaya atılan röle yardımlı iletim teknikleri önemli başarım iyileştirmeleri sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, röle yardımlı KAO sistemlerinin başarım analizi ve tasarımı konularında literatüre çeşitli katkılar sağlanmıştır. Tezin ilk bölümünde, seri ve paralel KAO röle sistemlerinde servis dışı kalma olasılığını en küçükleyen optimal röle konuşlandırması belirlenmiş ve optimal röle konuşlandırması durumunda sağlanan başarım artışı nicemlenmiştir. Tezin ikinci bölümde, KAO ağlarında seri ve paralel röle sistemlerinin birlikte kullanımı incelenmiştir. KAO ağlar için servis dışı kalma olasılık ifadeleri çıkarılmış ve paralel ve seri rölelemenin tek başlarına olan kullanımlarına göre başarım artışları ortaya konmuştur. Ayrıca çeşitleme kazanç analizi sunulmuş ve elde edilebilir çeşitleme derecesi röle sayısı ve türbülans kanal parametreleri cinsinden formülleştirilmiştir. Son olarak, optik-elektrik ve elektrik-optik çevirici ihtiyacı ortadan kaldıran tüm-optik röle kullanımı incelenmiştir. Tüm-optik röle varsayımı altında, yükselteç gürültüsü ve filtreleme etkisi gibi pratik sınırlamalar da göz önüne alınarak, çift-atlamalı bir KAO linki için servis dışı kalma olasılığı çıkarımı yapılmıştır.