ARQ geribeslemeli sistemlerde bilişsel radyo (BR) kullanımı
Usage of cognitive radio (CR) in ARQ feedback systems
Yazar: METİN ÇİÇEK
Danışman: PROF. DR. NURSEL AKÇAM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bilişsel Radyo (BR); boş veya seyrek olarak kullanılan spektrum kanallarının sezilmesi ile tespit edilen uygun boşlukların ikincil kullanıcılara kullandırılması suretiyle spektrum verimliliği sağlamayı amaçlar. Bu tez çalışmasında otomatik tekrar isteği (Automatic Repeat Request - ARQ) haberleşme sistemlerinde bilişsel ikincil kullanıcılara ait kaynak tespiti ve bu kaynağın değerlendirilmesine ilişkin simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Birincil sistemlere ait frekanslar alt paylaşımlı ve yer paylaşımlı olmak üzere iki farklı yöntem ile ikincil sistemler tarafından kullanılabilir. Alt paylaşım yöntemine göre birincil kullanıcılar üzerinde belirli seviyede girişim oluşturma seçeneği mevcut iken, yer paylaşımlı modelde birincil kullanıcılar üzerinde herhangi bir şekilde girişim oluşmasına olanak vermeden tespit edilen boş kanalların kullanılması amaçlanır. Bu çalışmada her iki yöntem ile Temel ARQ ve Karma ARQ (Hybrid ARQ - HARQ) sistemlerde BR uygulamaları incelenmiştir. Birincil sistemin ARQ kontrol sinyallerinin dinlenmesiyle, BR dolaylı olarak kanalın durumu ve birincil sistem üzerine oluşturduğu girişim hakkında bilgi edinme imkânına sahip olmaktadır. Böylece ikincil kullanıcı spektruma erişim amacına yönelik hareket stratejisini belirleyebilmektedir. Birincil ARQ ve HARQ sistemlerin ikincil olarak kullanımına yönelik gerçekleştirilen simülasyonlarda, birincil kullanıcı başarım performansı korunurken, ikincil kullanıcıya önemli miktarda kaynak sağlanabildiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
Cognitive Radio (CR) seeks to identify channels that are empty or infrequent by detecting the spectrum environment so that the available spectrum can be used more efficiently, and to allocate appropriate channels to secondary users. In this thesis, simulation studies on detection and evaluation of communication resource for cognitive secondary users in Automatic Repeat Request (ARQ) systems have been carried out. The frequencies of the primary systems can be used by the secondary systems in two different ways: underlay and overlay. While there is an option to create a certain level of interference on primary users according to the underlay method, in the overlay model, it is aimed to use the detected empty channels without allowing any interference on the primary users. In this thesis, CR applications for Basic ARQ and Hybrid ARQ (HARQ) systems with both methods are examined. By listening to the ARQ control signals of the primary system, the CR indirectly has the opportunity to obtain information about the state of the channel and its interference on the primary system. Thus, the secondary user can determine the action strategy for the purpose of accessing the spectrum. In the simulations performed for the secondary use of primary ARQ and HARQ systems, it has been observed that a significant amount of resources can be provided to the secondary user while maintaining the primary user throughput performance.