Dalgacık paket modülasyon sistemlerinde tepe gücü/ortalama güç oranını düşürme teknikleri
Peak-to-average power ratio reduction techniques in wavelet packet modulation systems
Yazar: YÜKSEL TOKUR BOZKURT
Danışman: PROF. DR. NECMİ TAŞPINAR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
DALGACIK PAKET MODÜLASYON SİSTEMLERİNDE TEPE GÜCÜ/ORTALAMA GÜÇ ORANINI DÜŞÜRME TEKNİKLERİ

Yüksel TOKUR BOZKURT
Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Doktora Tezi, Eylül 2017
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Necmi TAŞPINAR


ÖZET

Günümüz dünyasında sayısal teknolojilerin gelişmesine paralel olarak hem kablolu hem de kablosuz iletişim ortamlarında yüksek hızlı veri iletimine ve yüksek bant verimliliğine sahip modülasyon sistemlerine ihtiyaç doğmuştur. Yüksek bit oranı, yüksek spektral verimlilik ve çoklu yol izine karşı güçlü bağışıklık gibi avantalarından dolayı Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullama (OFDM) sistemi birçok sayısal iletişim sisteminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, OFDM sistemleri zaman-frekans senkronizasyonuna duyarlılık, yüksek tepe gücü/ortalama güç oranı (PAPR), peryodikönek kullanımı gerekliliği gibi çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır. Bu tezde söz konusu zorlukları azaltarak verimliliği arttırmak için OFDM sistemlerinde hızlı Fourier dönüşümleri (FFT) yerine Dalgacık dönüşümleri (WT) uygulanmıştır. Dalgacık Paket Modülasyonu (WPM) olarak anılan bu sistemde Genetik Algoritma (GA), Farksal Gelişim Algoritması (DE), Geri İzleme Algoritması (BSA) gibi farklı evrimsel optimizasyon algoritmaları ile kısmi iletim dizisinin (PTS) kombinasyonundan oluşan karma sistemler PAPR değerini düşürmek için uygulanmıştır. Dalgacık paket modülasyon sisteminin performansı, PAPR düşürme teknikleri uygulandıktan sonra işaretlerin PAPR değerlerinin tümleyici kümülatif dağılım fonksiyonu (CCDF) ile yüksek güç kuvvetlendirici kullanılması durumlarında işaretlerin bit hata oranı (BER) kriterlerine göre değerlendirilmiştir.

Anahtar Sözcükler: dalgacık paket modülasyon sistemi, PAPR, PTS, LBWPM, evrimsel optimizasyon algoritmaları.

Abstract:
PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO REDUCTION TECHNIQUES IN WAVELET PACKET MODULATION SYSTEMS

Yüksel TOKUR BOZKURT
Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences 
Ph. D. Thesis, September 2017
Thesis Supervisor: Prof. Dr. Necmi TAŞPINAR


ABSTRACT

In parallel with the development of digital technologies in today's world, there is a need for modulation systems with high-speed data transmission and high bandwidth efficiency in both wired and wireless communication environments. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system is widely used in many digital communication systems because of its high bit rate, high spectral efficiency and strong immunity to multipath. However, OFDM systems face various challenges such as sensitivity to time-frequency synchronization, high peak-to-average power ratio (PAPR), and the requirement of cyclic prefix usage. In this thesis, wavelet transforms (WT) are applied instead of fast Fourier transforms (FFT) in OFDM systems in order to reduce the challenges and increase the efficiency. In this system, which is called Wavelet Packet Modulation (WPM), hybrid systems consisting of various evolutionary optimization algorithms such as Genetic Algorithm (GA), Differential Development Algorithm (DE), Backtracking Algorithm (BSA) and partial transmission sequence (PTS) are applied to reduce PAPR. The performance of the wavelet packet modulation system has been evaluated after the application of PAPR reduction techniques according to cumulative distribution function (CCDF) of the PAPR values of the symbols and the bit error rate (BER) criteria of the symbols for the use of the high-power amplifier.

Keywords: wavelet packet modulation system, PAPR, PTS, LBWPM, evolutionary optimization algorithms.