İki atlamalı ve yardımlaşma çeşitlemeli çok antenli ağlarda enerji hasatlama
İki atlamalı ve yardımlaşma çeşitlemeli çok antenli ağlarda enerji hasatlama
Yazar: HAKAN BALABAN
Danışman: PROF. DR. OĞUZ KUCUR
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Enerji hasadı = Energy harvest ; Güçlendirme = Strengthening ; Vericiler = Transmitters ; Çok antenli sistemler = Multiple antenna systems

Özet:
Bu çalışmada, yeni nesil haberleşme sistemlerinde bir standart olarak ele alınabileceği sıklıkla dile getirilen, iki atlamalı verici anten seçimi/en büyük oranlı birleştirme (TAS/MRC) uygulanan enerji hasatlamalı sistemler incelenmiştir. Tam-çift-yönlü kuvvetlendir ve-aktar (FD-AF) sistemlerde, yarı-çift-yönlü (HD) sistemlerden farklı olarak kaynak tarafından röleye iletilen işaretin rölede kuvvetlendirilerek hedefe iletimi ve röledeki EH tek bir zaman dilimi içinde gerçekleşir. Rölede alınan işaret belirlenen bir enerji hasatlama EH) katsayısı oranına uygun şekilde işaret işleme (IP) ve EH proseslerinden geçmek üzere ikiye bölünür. Bu güç temelli bölme yapısından dolayı bu EH yöntemine güç-bölmeli (PS) EH denilmektedir. Rölenin FD yapısı gereği hedefe iletilen işaretin ürettiği bir öz-karışım (SI) mevcuttur. SI kanalı sönümlemeli olmayan olarak alınmışken, tüm düğümler arası sönümlemeli kanallar Rayleigh dağılımı ile modellenmiştir. Çalışılan iki farklı sistem önerisinde; kaynakta TAS ve hedefte MRC uygulanarak direk yol (direct path, DP) ve röle üzerinden iletilen işaretler hedefte sırası ile seçmeli birleştirme (SC) ve MRC ile birleştirilmiştir. Her iki öneri için kesinti olasılığı (OP) analizleri vasıtasıyla kapalı çözüm ifadeleri oluşturulmuş ve elde edilen analizler benzetim sonuçları ile de doğrulanmıştır.

Abstract:
In this study, two-hop TAS/MRC multi-antenna EH systems, which are frequently mentioned as a compromising standard in new-generation communication systems have been studied. Multi antenna EH relaying systems are studied which are thought to be of important advantages in terms of providing the increasing number of users, high data rates with low latency, energy efficiency and new deployed coverage areas. In FD systems, unlike HD systems; both IP processes in which the signal transmitted by the source is amplified by an amplification factor at the relay and then forwarded to the destination, and the EH process at the relay is handled in a single time slot. The received signal at the relay is spitted with respect to the defined coefficient called EH ratio coefficient into two parts which one is used for EH and the other is used for IP, the method is called PS protocol due to the process of the received signal splitting at the relay. There is a SI which also known as loopback interference at the relay due to the FD structure of the system. Both fading channels for consecutive hops are defined as Rayleigh fading channels, besides, the SI channel is a non fading channel. Two different system configurations proposed are studied in this study; a cooperative DH-EH network in which TAS is applied at the source, SC and MRC is applied at the destination, respectively. OP analyses are studied for both proposed scenarios, closed expressions of OP's have been derived and the computer simulations created are fully validated by the theoretical expressions derived in the study.