Görünür ışıkla haberleşmede ayrık trigonometrik dönüşüm tekniklerinin incelenmesi
Investigation of the discrete trigonometric transformation techniques in vlc
Yazar: İDRİS CİNEMRE
Danışman: PROF. DR. GÖKÇE HACIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Ayrık kosinüs dönüşüm = Discrate cosine transform ; Ayrık sinüs dönüşüm = Discrete sine transform ; Görünür ışık iletişimi = Visible light communication ; OFDM = Orthogonal frequency division multiplexing ; Tepe ortalama güç oranı = Peak to average power ratio

Özet:
Bu tez çalışmasında temel olarak, geleneksel DFT tabanlı OFDM yapısındaki Hermitian simetri zorunluluğunu ortadan kaldırarak sistem karmaşıklığını azaltan gerçel tabanlı DTT dönüşümleri incelenmiştir. DTT dönüşümlerin (DCT/DST) bir arada kullanılmasıyla elde edilen ve bu çalışmada önerilen yeni yöntemler, aynı frekans seçici kanal üzerinden ayrı ayrı LED ışık kaynakları kullanarak farklı bilgilerin aynı anda iletilmesinin mümkün olduğunu gösterilmektedir. Ek olarak, hesaplama karmaşıklığı açısından geleneksel OFDM ve FOFDM tekniklerinden daha verimli olan bu yöntemler, tek-tab denkleştirme kullanımına olanak sağlayarak BER performansını etkilemeden PAPR performansını artırmaktadır. Ayrıca, önerilen yöntemlerde kullanılan dönüşüm matrislerinin ön-kodlama PAPR azaltma yöntemi olarak da kullanılabileceği ve geleneksel DCT ön-kodlama ile literatürdeki diğer DCT ön-kodlama ile hibritleştirilmiş yöntemlere kıyasla çok daha iyi PAPR performansı sağladığı gösterilmiştir. Son olarak, önerilen bu ön-kodlama matrisleri, geleneksel DFT-OFDM yapısında gerçel değerli sembol üretmek için Hermitian simetri yerine önerilen başka bir yöntem ile birlikte incelenmiştir ve DCT ön-kodlama ile hibritlenmiş ön-kodlama yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. DCT/DST(4) ön-kodlama yönteminin, diğer yöntemlere kıyasla BER performansında önemli bir değişikliğe neden olmadan çok daha az hesaplama karmaşıklığı ile çok daha iyi PAPR performansı sağladığı gösterilmiştir.

Abstract:
In this thesis, an investigation is primarily undertaken into real-based DTT transforms that serve to reduce system complexity by eliminating the Hermitian symmetry requirement within the conventional DFT-based OFDM structure. The novel methods introduced in this study, derived from the combination of DTT transforms (DCT/DST), demonstrate the feasibility of concurrently transmitting distinct information through separate LED light sources over the same frequency-selective channel. Moreover, these methods exhibit greater efficiency in terms of computational complexity when compared to traditional OFDM and FOFDM techniques. They enable the utilization of single-tap equalization, thereby enhancing PAPR performance without compromising BER performance. Additionally, it is demonstrated that the transformation matrices employed in the proposed methods can be utilized for pre-coding PAPR reduction, yielding markedly superior PAPR performance in comparison to conventional DCT pre-coding and other hybridized DCT pre-coding methods documented in the literature. Finally, an analysis of these proposed pre-coding matrices is conducted in conjunction with a suggested approach to replace Hermitian symmetry for generating real-valued symbols within the conventional DFT-OFDM structure. This analysis is then compared with DCT pre-coding and hybridized pre-coding methods, revealing that the DCT/DST(4) pre-coding method offers significantly improved PAPR performance with reduced computational complexity, without a substantial impact on BER performance.