Telsiz iletişimde melez-tekrar gönderim yöntemleri
Hybrid automatic repeat request methods in wireless communications
Yazar: ONURAL ÇİMENLER
Danışman: PROF. DR. MEHMET ŞAFAK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Haberleşme sistemlerinde hata kontrolü için temelde iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Alıcıda hataların yakalanıp vericiden paketin tekrar gönderilmesinin istendiği Tekrar Gönderim (TG) yöntemleri, kablolu kanallarda tercih edilmektedir. Kablolu kanallara göre daha az güvenilir olan kablosuz kanallarda, Hata Düzelten Kod (HDK) kullanılmaktadır. HDK kullanılarak paketlerin artıklığı yükseltilir ve alıcıda hataların düzeltilmesi sağlanır. Ancak HDK kullanımı hatasız iletişimi garanti edememektedir. Yüksek gürültülü kanallara göre tasarlanan HDK, gürültü seviyesinin düşük olduğu kanallarda sahip olduğu yüksek artıklık nedeniyle etkin veri hızı oranı yönünden verimsiz çalışmaktadır. HDK kullanımı ve TG yöntemlerinin beraber kullanıldığı Melez-Tekrar Gönderim (M-TG) yöntemleri ile geleneksel sistemlerin sahip olduğu zaafları taşımayan bir sistem elde edilebilir. Son yıllarda, telsiz haberleşme sistemlerinde yüksek hata düzeltme başarımları nedeniyle özyinelemeli kod çözme ve Düşük Yoğunluklu Eşlik Denetim (DYED) kodlar tercih edilmektedir. M-TG yöntemlerinin kullanımı kod çözmek için gereken özyineleme sayısını azaltıp kod çözme gecikmesini düşürebilmektedir.Bu tezde DYED kod temelli M-TG yöntemlerinin Bit Hata Oranı (BHO), gecikme, etkin veri hızı oranı gibi başarım ölçütleri incelenmiştir. Paket uzunluğu, izin verilen en fazla tekrar gönderim sayısı, tekrar gönderim paketlerinin enerjisi, özyineleme sayısı, silme örüntüsü, kod çözme ve birleştirme stratejilerine bağlı olarak gerçekleştirilen benzetim sonuçları değerlendirilmiştir. Ayrıca, gecikmeyi azaltmak için uyarlamalı bir algoritma önerilmiştir. Benzetim sonuçları önerilen algoritmanın sistem başarımını arttırdığını göstermektedir. Bunun yanısıra, benzetimler ile sönümlemeli kanallarda M-TG yöntemlerinin BHO başarımları karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Basically two different methods are used for error control in communications systems. For the wireline channels Automatic Repeat-reQuest methods (ARQ), which request a retransmission from the transmitter whenever a packet/bit error detected at the receiver are preferred. For the wireless channels, which are less reliable than the wireline channels, error correction code (ECC) is used. By using ECC, redundancy of the packets are increased thus errors can be corrected at the receiver. However, ECC cannot guarantee an error-free communication. ECC, which is designed for the highly noisy channels, works inefficient in terms of throughput ratio in less noisy channels due to the redundancy it has. By using Hybrid-ARQ (HARQ) methods, which use both of the error control methods together, it can be achieved a system without the weaknesses that conventional systems have. In recent years, iterative decoding and Low Density Parity Check (LDPC) codes are preferred for wireless communication systems since their high error correction performances. By using HARQ methods, number of decoding iterations and decoding delay can be reduced.In this thesis, the bit error rate, delay and throughput ratio of HARQ systems based on DYED code are studied. The system performance is studied as a function of the packet length, maximum number of transmissions, energies of the retransmit packets, number of iterations, puncturing pattern, decoding and combining strategies with simulation results. Also, computer simulation results show that the proposed algorithm leads to an improved system performance in terms of delay. Moreover, performances of different HARQ schemes in fading channels are compared by computer simulations.