Raylı ulaşım sistemleri için uyarlanabilir bir kablosuz iletişim yöntemi tasarımı

Raylı ulaşım sistemleri arasından yüksek hızlı tren (YHT) ulaşımı güzergahlarında tren içerisindeki yolcuların kablosuz iletişim ihtiyaçlarının karşılanmasında çeşitli zorluklar yaşanabilmektedir. Yolcuların kablosuz iletişim ihtiyaçları arttıkça bu zorluklar daha fazla problemi beraberinde getirmektedir. Yüksek hızlı trenlerin yüksek hızlara çıkmasından kaynaklı olarak ve bu trenlerin güzergahlarındaki arazi şartlarının zor olabilmesi sebebiyle kablosuz iletişim kanalının olumsuz etkilerinde artış meydana gelebilmektedir. Beşinci Nesil (5G) sistemleri gibi yeni nesil haberleşme altyapıları, iletişim problemlerine karşı daha fazla esnek ve uyarlanabilir çözümler getirme eğiliminde olmaktadır. Bu çalışmada ise, yüksek hızlı trenlerde yolcuların kablosuz iletişim ihtiyaçları göz önünde bulundurularak, çevre farkında olacak şekilde özgün bir uyarlanabilir modülasyon yöntemi önerilmektedir. Yöntem kapsamında, çevre koşulları ve kullanıcı ihtiyaçlarına bağlı olarak bir modülasyon kümesinden en uygun teknik otomatik olarak önerilmektedir. Dolayısıyla, modülasyon tipi ve derecesi bu çalışmada geliştirilen yöntemle seçtirilebilmektedir. Sistem girdisi olarak, yolcu yoğunluğu, kullanıcı yoğunluğu, hava durumu şartları, arazi şartları ve yüksek hızlı trenin anlık hızı kullanılmaktadır. Bu girdilerden, en az ne kadar spektral verimlilik sağlanmalı ve en az ne kadar kesintisiz iletişim sağlanmalı olmak üzere iki tane soruya cevap olarak temel öznitelik çıkarımı yapılmaktadır. En nihayetinde iki öznitelik ve sinyal-gürültü oranı (SNR) ölçüm değeri bilgisi kullanılarak modülasyon tipi ve derecesi uyarlanabilir şekilde belirlenmektedir. QPSK, 16-QAM ve 64-QAM modülasyon tipleri ve dereceleri geliştirilen yöntem kapsamında test edilmiştir. Alınan sonuçlarda, çevresel etkenlere ve trendeki aktif yolcuların yani kullanıcıların kablosuz iletişim ihtiyaçlarına göre en uygun modülasyon tipi ve derecesinin başarılı şekilde belirlenebildiği görülmektedir. Anahtar Kelimeler: 5G, Çevresel farkındalık, Esnek sistem tasarımı, Kablosuz iletişim, Kesintisiz haberleşme, Raylı ulaşım sistemleri, Uyarlanabilir modülasyon