Samsun İli Hücresel Sistem Frekans Bantları Doluluk Oranının Belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında GSM900, LTE800, LTE900, GSM1800, LTE1800, UMTS2001 ve LTE2600 bantlarındaki doluluk oranlarını belirlemek amacıyla Samsun şehir merkezinde 115 farklı konumda günün en yoğun saatlerinde RF Explorer 6G Combo spektrum ölçer kullanılarak spektrum ölçümleri yapılmıştır. Doluluk oranını doğru bir biçimde belirleyebilmek için enerji algılama tekniği (EAT) ve ortalama spektrum doluluk tekniği (OSDT) kullanılmıştır. EAT'da spektrum doluluğu belirlenirken eşik değerler -40, -45, -50, -55, -60, -65, -70, -75 dBm olarak seçilmiş, OSDT'de ise eşik değer olarak Uluslararası Telekomünikasyon Birliği tarafından önerildiği gibi gürültü tabanının 10 dB üzeri seçilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde EAT ve OSDT tekniklerinin benzer sonuçlar verdiği görülmüştür. Ölçüm sonuçları ve doluluk hesaplamaları, spektral doluluk oranının -40 dBm için % 8.5, -75 dBm için ise % 82 olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, GSM900 bandının -75 dBm için neredeyse tamamen dolu olduğu sonucuna varılabilir. UMTS2100 bandında, spektral doluluk -40 dBm için yaklaşık % 1.9 iken -75 dBm için % 69.33'tür. LTE1800 için doluluk ortalaması -40 dBm ve -75 dBm için % 0.06 - % 69.9 arasındadır. GSM1800'de spektral doluluk oranı -40 dBm için % 1.4 ve -75 dBm için % 65.2'dir. LTE900 için doluluk oranı -40 dBm için yaklaşık % 1.3 iken -75 dBm için % 83.4'tür. LTE800 bandı için doluluk ortalaması -40 dBm için % 4.5 ve -75 dBm için % 81.4'tür. LTE2600 bandı ise -40 dBm'de tamamen boş iken, -55 dBm'de ve -75 dBm'de doluluk oranları sırasıyla % 0.45 ve % 19.81'dir. Bu çalışmanın sonuçlarına göre, gelecek nesil 5G sistemleri için, bilişsel radyo uygulamalarında bazı UHF bantlarının büyük bir potansiyel olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: bilişsel radyo; RF explorer, Enerji algılama tekniği, ortalama spektrum doluluk tekniğiIn this thesis, unused spectrum holes in GSM900, LTE800, LTE900, GSM1800, LTE1800, UMTS2100 and LTE2600 were determined. The measurements were performed at 115 different locations in Samsun city center at the busiest time of a day using RF Explorer 6G Combo analyzer device. In order to determine the spectrum occupancy percentages accurately, energy detection technique (EDT), and average spectrum occupancy (ASO) techniques were used. The thresholds were chosen as manually as -40 dBm, -45 dBm, -50 dBm, -55 dBm, -60 dBm, -65 dBm, -70 dBm, -75 dBm for EDT. For ASO the threshold was chosen as 10-dB above the noise floor, as recommended by International Telecommunication Union (ITU). Obtained results show that EDT and ASO methods gave similar results. in GSM900 band, the measurement results, and occupancy calculations show that the spectral occupancy is about 8.5% for -40 dBm while 82% for -75 dBm. It can be also concluded from the results that, GSM900 band is almost completely occupied for -75 dBm. In UMTS2100 band, the spectral occupancy is about 1.9% for -40 dBm while 69.33% for -75 dBm. For LTE1800 the occupancy average is between 0.06% -69.9% for -40 dBm and -75 dBm. In GSM1800 the spectral occupancy is 1.4% - 65.2% for -40 dBm and -75 dBm. For LTE900 the spectral occupancy is about 1.3% for -40 dBm while 83.4% for -75 dBm. While the occupancy average for LTE800 band is 4.5% for -40 dBm. And 81.4% for -75 dBm. LTE2600 band was completely free at -40 dBm and 0,45% at -55 dBm and 19,81% at -75 dBm. This led us to infer that there is a great potential for share some of UHF band for cognitive radio applications and future 5G systems. Key Words: cognitive radio; RF Explorer; Energy Detecting Technique; Average Spectrum Occupancy.