Metin ÇİÇEK, Telekomünikasyon Kurumu, ANKARA

MC-CDMA (Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu MC-CDMA (Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu Erişim ) Sistemlerinde Çok Kullanıcılı Sezme Erişim ) Sistemlerinde Çok Kullanıcılı Sezme

İşleminin Bulanık Mantık Yöntemiyle İşleminin Bulanık Mantık Yöntemiyle GerekleştirilmesiGerekleştirilmesi

Metin ÇİÇEK, Telekomünikasyon Kurumu, ANKARAMetin ÇİÇEK, Telekomünikasyon Kurumu, ANKARA

Necmi TAŞPINAR, Erciyes Ünv. Elektronik Müh. Bölümü, KAYSERİNecmi TAŞPINAR, Erciyes Ünv. Elektronik Müh. Bölümü, KAYSERİ

GİRİŞGİRİŞ

CDMA (Code Division Multiple Access)

Kod Bölmeli Çoklu Erişim sisteminde Kod Bölmeli Çoklu Erişim sisteminde kullanıcılar, ilgili bant genişliğinin kullanıcılar, ilgili bant genişliğinin

tamamında ve iletim zamanının tamamında ve iletim zamanının tümünde etkindir. tümünde etkindir.

CDMA sisteminde kullanıcılara ait CDMA sisteminde kullanıcılara ait sinyaller aynı frekans bandında ve aynı sinyaller aynı frekans bandında ve aynı

zamanda iletilerken, farklılıkları kod zamanda iletilerken, farklılıkları kod boyutunda ortaya çıkmaktadır. Her boyutunda ortaya çıkmaktadır. Her

kullanıcı farklı kodlarla gönderildiğinden kullanıcı farklı kodlarla gönderildiğinden sinyallerin karışması engellenmiş olur. sinyallerin karışması engellenmiş olur.

Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM), frekans seçimli kanallarda sinyal Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM), frekans seçimli kanallarda sinyal

iletimi için yaygın şekilde kullanılan bir tekniktir. Temel olarak bu iletimi için yaygın şekilde kullanılan bir tekniktir. Temel olarak bu

teknikte, kanal band genişliği belli sayıda alt bandlara bölünerek, her teknikte, kanal band genişliği belli sayıda alt bandlara bölünerek, her

bir alt-taşıyıcı için tahsis edilmiş frekanslarda düşük hızlarda ki bir alt-taşıyıcı için tahsis edilmiş frekanslarda düşük hızlarda ki

taşıyıcıların çoğullanması sağlanır. Alıcı tarafta sinyallerin taşıyıcıların çoğullanması sağlanır. Alıcı tarafta sinyallerin

birbirinden ayırmak için taşıyıcı frekans boşluklarının birbiri üzerine birbirinden ayırmak için taşıyıcı frekans boşluklarının birbiri üzerine

binmemesi gerekmektedir. Bu zorunluluk, frekans spektrumundan binmemesi gerekmektedir. Bu zorunluluk, frekans spektrumundan

tam olarak verim alınmasını engellemektedir. Band genişliğinden tam olarak verim alınmasını engellemektedir. Band genişliğinden

daha fazla yararlanma ihtiyacıyla birlikte, bu probleme karşı dikgen daha fazla yararlanma ihtiyacıyla birlikte, bu probleme karşı dikgen

frekans bölmeli çoğullama tekniği (OFDM) önerilmiştir. frekans bölmeli çoğullama tekniği (OFDM) önerilmiştir.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

OFDM, genel olarak veri akışını OFDM, genel olarak veri akışını

düşük hızlı alt-taşıyıcılara bölerek düşük hızlı alt-taşıyıcılara bölerek

paralel kanallarda ileten bir paralel kanallarda ileten bir

modülasyon tekniğidir ve son modülasyon tekniğidir ve son

zamanlarda çoğullama amaçlı zamanlarda çoğullama amaçlı

sistemlerde yaygın kullanılan bir sistemlerde yaygın kullanılan bir

tekniktir. tekniktir.

OFDM ile FDM arasında ki en temel fark; OFDM sisteminde taşıyıcı OFDM ile FDM arasında ki en temel fark; OFDM sisteminde taşıyıcı

spektrumları birbiri üzerine binmesi ve bu taşıyıcıların birbirlerine spektrumları birbiri üzerine binmesi ve bu taşıyıcıların birbirlerine

dikgen olması sayesinde spektral verimlilik elde edilmesidir. dikgen olması sayesinde spektral verimlilik elde edilmesidir.

OFDM - II

OFDM - III

Matematiksel olarak her bir taşıyıcı bir kompleks dalga olarak şöyle tanımlanabilir:

Sc(t)’ nin reel kısmı gerçek sinyaldir. Matematiksel olarak her bir taşıyıcı bir kompleks dalga olarak

aşağıdaki şekilde tanımlanabilir:

MC-CDMAMC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access)(Multi Carrier-Code Division Multiple Access)

Gürültüye karşı dayanıklılık.Gürültüye karşı dayanıklılık.

Spektrumu verimli kullanması.Spektrumu verimli kullanması.

Daha yüksek kullanıcı Daha yüksek kullanıcı

sayılarını kaldırabilmesi.sayılarını kaldırabilmesi.

Hand over etkisinin az olması.Hand over etkisinin az olması.

Yeni teknolojilere uygunluk. Yeni teknolojilere uygunluk.

Yüksek spektrum verimliliği.Yüksek spektrum verimliliği.

Sönümlü kanallarda dirençlidir.Sönümlü kanallarda dirençlidir.

ISI ve ICI ya karşı dayanıklı.ISI ve ICI ya karşı dayanıklı.

Genişband teknolojisine Genişband teknolojisine

uygunluk.uygunluk.

CDMA + OFDM

MC-CDMA - II

k. kullanıcıya ait MC-CDMA sinyali şöyle ifade edilir:

Kanal sonunda alınan sinyal şöyle ifade edilir:

Sk(t), k. kullanıcıya tahsis edilmiş deterministik yayma kodudur ve normalizedir.

n(t) toplanabilir beyaz gaussian gürültüsü

Sk(t), L uzunluklu yayma dizisi;

MC-CDMA - III

Sk(t), yayma kodlarına ait çapraz ilişki şöyle tanımlanır:

R, çapraz ilişki matrisi şöyle tanımlanır:

ÇOK KULLANICILI SEZME (MUD)

Sezme yapısı olarak;1. Uyumlu Filtre2. İlişki çözücü alıcı3. MMSE alıcı

Alıcıların performansı belirlenirken;1. SNR-BER2. Kullanıcı Sayısı-BER3. NFR-BER performanslarına bakıldı.

UYUMLU FİLTRE ALICI

Uyumlu filtre çıkışı şöyle ifade edilir:

k. uyumlu filtre çıkışındaki karar istatistiği aşağıdaki gibi verilir.

İfade açılırsa;

2. terim MAI’ dır.

bu ifade düzenlenirse

İLİŞKİ ÇÖZÜCÜ ALICI

İlişki çözücü sezici çıkışı şöyle verilir:

Gürültü yokken;

MMSE ALICI

İlişki çözücü sezici gibi doğrusal İlişki çözücü sezici gibi doğrusal

bir sezici olan MMSE alıcı, karar bir sezici olan MMSE alıcı, karar

istatistiğini oluşturmak için alınan istatistiğini oluşturmak için alınan

yy istatistiğini bir ağırlık vektörü istatistiğini bir ağırlık vektörü ww

ile değerlendirir. ile değerlendirir.

Burada

0 5 10 1510

-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

SNR1 (dB)

BE

R1

UF

DTKS

MMSE

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI

AWGN Kanal, 5 kullanıcı

0 5 10 1510

-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

SNR1 (dB)

BE

R1

UF

DTKS

MMSE

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI - II

AWGN Kanal, 10 kullanıcı

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI - III

AWGN Kanal, SNR = 7dB

ALICILARIN PERFORMANSLARININ KIYASLANMASI - IV

AWGN Kanal, SNR = 5dB, 5 kullanıcı

BULANIK MANTIK SİSTEMİ

Giriş değişkenlerinin bulanık değerlere ayarlanmasıGiriş değişkenlerinin bulanık değerlere ayarlanması Ayarlanan değerlere bulanık mantık operatörlerinin uygulanması (VE veya VEYA)Ayarlanan değerlere bulanık mantık operatörlerinin uygulanması (VE veya VEYA) Ön değerlerden son değerleri elde etme,Ön değerlerden son değerleri elde etme, Kurallara göre elde edilenlerin değerlendirilmesiKurallara göre elde edilenlerin değerlendirilmesi Bulanık mantık değerlerinden geri dönüşümBulanık mantık değerlerinden geri dönüşüm

BULANIK MANTIK SİSTEMLİ ALICI

Sugeno tipi bulanık mantık sistemi,Sugeno tipi bulanık mantık sistemi, Giriş üyelik fonksiyonları Gaussian, Giriş üyelik fonksiyonları Gaussian,

çıkış üyelik fonksiyonları üçgen tipiçıkış üyelik fonksiyonları üçgen tipi Girişler arasında VE operatörü Girişler arasında VE operatörü

kullanılmıştır.kullanılmıştır.

BM ALICI - DİĞER ALICILAR KIYASLAMALARI - I

AWGN Kanal, kullanıcı sayısı=8

BM ALICI - DİĞER ALICILAR KIYASLAMALARI - II

AWGN Kanal, SNR=7dB

BM ALICI - DİĞER ALICILAR KIYASLAMALARI - III

AWGN Kanal, kullanıcı sayısı=8, SNR=6dB

SONUÇ

NOT: Bu Tez çalışmasına sağlamış olduğu maddi destekten dolayı E.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ ne teşekkür ederiz.

Metin ÇİÇEK e-mail: [email protected] TAŞPINAR e-mail: [email protected]