Analitik modelleme ve bilgisayar benzetimi ile gezgin iletim kanal değişkenlerinin ÇT-KBÇE sistem başarımına etkisinin incelenmesi / Çetin Kurnaz; Akademik Danışman Hülya Gökalp
Abstract
Yüksek veri hızlarındaki gezgin iletişim hizmetlerine olan talebin artması iletim bandını etkin kullanan çok taşıyıcılı iletişime olan ilgiyi de beraberinde getirmiştir. Çok taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim (ÇT-KBÇE) bina dışı ortamlardaki frekans seçici sönümlenmelere karşı dayanıklı olduğundan yüksek veri hızlarını destekleyen sistemler için çoklu erişim tekniği olarak düşünülmektedir. ÇT-KBÇE frekans çeşitliliğinden yararlanmasına rağmen sistem başarımı frekans seçicici kanal tarafından kısıtlanmaktadır. Frekans seçici kanalın etkisi çok sayıda alt taşıyıcı ve geniş tampon zamanı kullanımı ile azaltılabilir. Çok sayıda alt taşıyıcı kullanıldığında tepe gücünün ortalama güce oranı (TOGO) büyür, geniş tampon zamanı için ise tayfsal verimlilik düşer ve tampon zamanı kullanım kayıpları artar. Dolayısıyla ÇT-KBÇE sistem verimliliğini ve kapasitesini artırmak için; frekans seçici kanalın ÇT-KBÇE sistem başarımına etkisi belirlenmelidir. Bu çalışmada gezgin iletim kanalının ÇT-KBÇE sistem başarımına etksi benzetimsel ve kuramsal olarak incelendi. Kanalın tutarlı bant genişliği (BT) ile etkin yankı gecikmesinin (?etkin) ters orantılı olduğu varsayılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalar, bu iki kanal değişkeni arasında kesin bir bağıntı olmadığı yönündedir. Bu ise ?etkin değeri kullanılarak kanalın tutarlı bant genişliğinin kesin olarak belirlenemeyeceği anlamına gelir. Bu çalışmada ?etkin ya da BT değişkenlerinden hangisinin ÇT-KBÇE sistemi için kanal özelliklerini en iyi yansıttığı araştırıldı. Ayrıca, hangi ilinti katsayısı için olan değerinin sistem başarımı ile ilişkilendirilebileceği incelendi. Aşağı hat ÇT-KBÇE sistem başarım değerlendirmesi bina dışı ortamlarda ölçülen, üstel olarak azalmayan, büyük yankı gecikmeli ve Doppler kaymalı gerçek kanal verileri kullanılarak yapıldı. ÇT-KBÇE sistem başarımına alt taşıyıcı sayısının, kullanıcı sayısının, iletim bant genişliğinin ve tampon zamanının etkisi incelendi. Gerekli alt taşıyıcı sayısı ile ilişkilendirildiğinde; frekans ilinti katsayısının 0.5 rinin ÇT-KBÇE sistemi için kanal özelliklerini yansıtmadığı, 0.9 ve 0.75 değerlerinin ise kanal özelliklerini daha iyi yansıttığı görüldü. 0.9 ilinti katsayılı tutarlı bant genişliğinin (BT,0.9) gerekli alt taşıyıcı sayısı için kanal özelliklerini en iyi gösterdi. Alıcıya geç ulaşan yankı bileşenleri ?etkin değerini artırmasına rağmen çoklu erişim girişimine (ÇEG) katkıları azdır. Frekans seçiciliğinin yüksek olduğu kanallarda başarım ÇEG nedeniyle düşer. Genellikle güçlü yankı bileşeninin olması sonucunda geniş BT,0.5 değeri elde edilir. Benzetim sonuçlarından BT,0.5 değerinin çoklu erişim girişiminin şiddetini belirlemede kullanılabileceği görüldü. İletim bant genişliğinin sistem başarımına etkisi incelendiğinde; düşük frekans seçiciliğindeki kanallar için sistem başarımının iletim bant genişliğine bağlı olmadığı görüldü. Yüksek frekans seçiciliğindeki kanallar için ise, bir alıcı-verici konumunda bile sistem başarımının kullanılan frekans aralığına bağlı olarak değişebileceği görüldü. Son olarak tampon zam ının ÇT-KBÇE sistem başarımına etkisi incelendi. Sinyal-gücü gürültü-gücü oranındaki (SGO) değişim bağıntısı türetildi. SGO’daki kötüleşmeyi en az yapan tampon zamanı en uygun tampon zamanını olarak belirlendi. 20 dB’lik Eb/N0 değeri için bulunan en uygun tampon zamanının [3?etkin - 6?etkin] arasında değiştiği görüldü. Kullanılan Eb/N0 değerine bağlı olarak toplam yankı gücünün belirli bir yüzdesini içeren yankı güç pencere genişliği kabul edilebilir tampon zamanı olarak belirlendi. 10 ve 20 dB’lik Eb/N0 değeri için toplam yankı gücünün sırasıyla %95 ve %99’unu içeren yankı güç pencere genişliğinin en uygun tampon zamanı olarak kullanılabileceği vargısına ulaşıldı.
