Çoklu antenli bilişsel radyoda spektrum algılama tekniklerinin incelenmesi
An investigation of spectrum sensing techniques in cognitive radio with multiple antennas
Yazar: ABDÜLKADİR CAN ÇAKIR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HALİL YİĞİT
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Çok antenli sistemler = Multiple antenna systems

Özet:
Kablosuz haberleşmede kullanılan sınırlı frekans spektrumu kullanıcılara günümüzde sabit olarak tahsis edilmektedir. Kablosuz haberleşme teknolojilerinin hızla gelişmesi ve yaygınlaşmasından dolayı radyo frekans spektrumu verimli olarak kullanılamamaktadır. Bu problemi ortadan kaldırmak için dinamik spektrum erişimi (Dynamic Spectrum Access, DSA) sağlayan Bilişsel Radyo (BR) teknolojisi geliştirilmiştir. BR, çalıştığı frekans spektrumu aralığını sürekli olarak tarar ve lisanslı kullanıcılar tarafından kullanılmayan frekansları tespit eder. Elde ettiği bilgilere göre boş frekanslar arasından ihtiyaç duyulan kanal ve hizmet kalitesine göre seçim yapılır. Karar işleminden sonra uygun olan frekanslar lisanssız kullanıcılara adil olarak tahsis edilir. Lisanslı kullanıcı kendi frekansını kullanmaya başladığı zaman BR ilgili frekansı kullanmayı bırakır ve kesintisiz iletişimi sağlamak için hizmet ve kanal kapasitesi gereksinimlerine göre başka kullanılmayan frekanslara geçmek içim çalışır. 
Gönderici ve alıcıda çoklu anten elemanı kullanılması, kanal kapasitesini ve veri hızını önemli derecede arttırdığından sistemin performansını da olumlu yönde etkiler. Bu tezde, BR'nin en önemli fonksiyonlarından biri olan spektrum algılama incelenmiştir. Enerji tabanlı spektrum algılama tekniği geleneksel tek girişli tek çıkışlı (Single Input Single Output, SISO) ve çoklu anten sistemlerine uygulanmaktadır. Sinyal Gürültü Oranı'nın (Signal to Noise Ratio, SNR), anten sayısının, mobil olan alıcı hızının ve çokluyol sayısının spektrum algılama performansına olan etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, SNR, anten sayısı ve çokluyol sayısı arttığında spektrum algılama performansını olumlu etkilemektedir. Alıcının hızı arttığında ise algılama performansı azalmaktadır.

Abstract:
Limited frequency spectrum used for wireless communication are allocated to users as fixed nowadays. The radio frequency spectrum cannot be used effectively due to the rapid development and the spread of wireless communication technologies. Cognitive radio (CR) technology, which provides dynamic spectrum access (DSA), has been improved in order to eliminate this problem. CR scans the range of the frequency spectrum that operate constantly and detects the frequencies unused by the licensed users. According to the information obtained, The selection is made based on the required channel and service quality among the empty frequencies. After the decision process, the appropriate frequencies are allocated fairly to the unlicensed users. When the licensed user starts to use its own frequency, CR stop to use related frequency and try to switch to another unused frequencies based on its service and channel capacity requirements to provide uninterrupted communication.
The usage of multiple antenna elements in transmitter and receiver significantly increases the channel capacity and data rate, thus it affects system performance positively. In this thesis, the spectrum sensing, which is one of the most important functions of cognitive radio, has been studied. The energy based spectrum sensing technique is applied to the conventional single input single output (SISO) and multiple antenna systems. The affects of signal to noise ratio (SNR), number of antennas, mobile receiver speed, and number of multipath onto the spectrum sensing performance have been investigated. Consequently, when SNR, the number of antennas and multipath increase, the spectrum sensing performance is affected positively. The sensing performance decreases as the receiver speed increases.