The effect of time and frequency offset in FBMC multicarrier wireless communication system performance
FBMC çok taşıyıcılı kablosuz haberleşme sistemlerinde zaman ve frekans kaymalarının performansa etkisi
Yazar: ELİF ALAVANDA
Danışman: PROF. DR. EMRE AKTAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde bir çok haberleşme sisteminde, çok yollu etkilere kar¸sı daha dayanıklı ve
hızlı Fourier dönüşümü (FFT) kullanımından dolayı uygulanabilirliği kolay ve daha verimli
olan çok taşıyıcılı sistemler tercih edilmektedir. Dik Frekans Bölmeli Çoğullama
(OFDM) sistemi, yüksek hızlı geni¸s bantlı bir sistemi her biri daha dar bir bandı kullanan,
daha düşük hızda sinyallere bölünmesini sağlayan bir çok taşıyıcılı sistemdir.
OFDM'de birbirine dik olarak seçilen alt taşıyıcıların düz sönümlenmeli kanallardan
geçmesi performansı iyileştirir. Yeni nesil haberleşme sistemleri için bir çok çalışmada
OFDM'e alternatif çok taşıyıcılı filtre bankası (FBMC) olarak bilinen, ön ek kullanmadığı
için verimliliği daha yüksek ve daha hızlı sönümlenen sinyal şekillendirme filtreleri kullanılan
bir sistem üzerinde araştırmalar olduğu görülür.
Yayılım gecikmeleri, kablosuz kanallarda meydana gelen doppler kayması, alıcı ve verici
osilatörleri arasındaki farklılık gibi bir çok etken OFDM sisteminde oldu˘gu gibi FBMC
sistemlerinde de semboller arası girişim (ISI) ve taşıyıcılar arası girişim (ICI)'a neden
olarak sistem performansını dü¸sürür.
Bu tez çalı¸smasında, FBMC sistemi performansının dü¸smesine neden olan ta¸sıyıcı frekans
ofseti (CFO) ve zaman kayması (TO) karşı hassasiyetine göre analiz edilmiştir.
Bu analizlerde ofset dörtlü genlik kiplemesine (OQAM)'ne dayanan FBMC sistemi
sınıfındaki aşamalı çok yönlü modülasyon (SMT) kullanılmıştır. Sistemde bulunan CFO,
TO'nun çok küçük olduğu ve kanalın düz sönümlenmeli olduğu varsayımı yapılmadan
oluşturulan sistem modelleri ile sinyal girişim oranı (SIR) hesaplamaları yapılmıştır. Varsayımlar
yapmadan bulunan sonuçlar düşük, orta, yüksek gecikmeli yayılma ortamlarında
incelenmiştir. Bu çalışma ile, kanalın güç gecikme profilindeki (PDP) de˘ gi¸simin
FBMC sistem performansına etkisi gösterilmiştir. Ayrıca AWGN kanalda CFO, TO tarafından
etkilenen OFDM ile FBMC sistemlerinin performansları alt taşıyıcı sayısındaki
değişimlere göre gözlenmiştir.

Abstract:
Multicarrier systems are preferred today due to their robustness to the multipath effects
and using fast fourier transform(FFT) easily to feasible and more efficient in many communication
systems. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system is a
multicarrier system that allows a high speed broadband system is divided into lower
speed signals at narrowband. In OFDM subcarriers are chosen orthogonal to each other
pass through the flat fading channel improves the system performance. In many studies
for next-generation communication systems, there is research on a system known
as filter bank multicarrier (FBMC) which is an alternative to OFDM, uses faster fading
signal shaping filters and more efficient because it does not use cyclic prefix.
Many factors such as delay spread of the channel, doppler shift in wireless channels,
the difference between receiver and transmitter oscillators cause inter symbol interefence
(ISI) and intercarrier interference (ICI) and due to these interferences FBMC system
performance also reduce as well as in OFDM system.
The FBMC system is analyzed due to the its sensitivity to carrier frequency offset (CFO)
and timing offset (TO) , which reduces its performance. In these analyses, Staggered
Multitone Modulation(SMT) on the class of FBMC system that are based on quadrature
amplitude modulation (OQAM) is used. The signal to interference ratio (SIR) is calculated
without any of the assumption which are CFO and TO is so small in the system
and the channel is flat fading. The results without assumption is analyzed in the small,
medium and high delay spread areas. With this thesis, the changing in the power delay
profile(PDP) of the channel is shown the effect on the FBMC system performance.
Furthermore, in the AWGN channel , the performance of the OFDM and the FBMC
system which are affected by the CFO and TO is observed due to the changing in the
subcarrier number.