Ön bilgiye dayanmadan enerji tespiti tabanlı sinyal bulma ve parametre kestirimi
Blind signal detection and parameter estimation with energy detection
Yazar: HÜSEYİN KEMAL ERTUĞRUL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ GÖRÇİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Haberleşme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Alınan sinyal gücü = Received signal strength ; Kanal kestirimi = Channel estimation

Özet:
İnsanların ilk çağlardan itibaren önemli ihtiyaçlarından biri olan haberleşme ihtiyacı günümüzde olduğu gibi gelecekte de devam edecektir. Teknolojinin durmaksızın gelişmesi, haberleşme için kullanılan araçların gelişmesini sağlayarak sunduğu imkanlarla kişi başı veri ihtiyacını gün geçtikçe artırmaktadır. Bununla beraber nüfus artışı ile veri talepleri katlanarak artmaktadır. Günden güne artan haberleşme talebi ile birlikte son kullanıcı tarafından birçok faydası nedeniyle kablosuz olarak tercih edilmesinin sonucu olarak kablosuz haberleşmenin temelini oluşturan doğal, değerli ve sınırlı olan frekans kaynağının daha verimli kullanılması gerekmektedir.
Amerika Birleşik Devletleri'nin telekomünikasyon idaresi Federal Communications Commission (FCC) tarafından yayınlanan "FCC Report of the Spectrum Efficiency Working Group" başlıklı raporda lisanslı bantların %10 oranından daha düşük kullanıldığını belirtilmektedir [1]. Bu kapsamda spektrum paylaşım mekanizmaları (örneğin; LBT, DAA) ile herkesin kullanabildiği, fakat lisanslı frekanslara oranla düşük sayıda olan, lisanssız frekansların yüksek kullanım imkanı sunduğu gibi lisanslı frekanslarda da birincil (öncelikli lisans sahibi) kullanıcıların korunması sağlanarak ikincil (daha az öncelikli) kullanıcılar birincil kullanıcıların frekanslarını kullanmadığı lokasyonlarda veya zamanlarda birincil kullanıcının frekanslarını kullanabilmesi frekans kullanımı açısından verimliliği artıracaktır.
Sonuç olarak ikincil kullanıcıların birincil kullanıcılara hiçbir zararlı etki oluşturmadan frekansları kullanmadan önce ve kullanım sırasında ölçümlerini en hızlı ve hassas şekilde yapmaları gerekmektedir. Bu minvalde hızlı, güvenilir ve yaygın ölçümlerin yapılması son derece önemlidir. Bu tez çalışmasında önerilen metotta; hızlı, güvenli sonuçlar veren ve kolay ölçümlenebilir olan enerji tespiti yaklaşımı kullanarak geniş bantlı ve çok kanallı telsiz haberleşme sistemleri için güç spektral yoğunluğu grafiği (güç yoğunluğu/frekans) elde ederek bu grafik verileri üzerinden ön bilgiye dayanmadan sırasıyla filtre, histogram ve karar algoritması çalıştırılarak gürültü seviyesi tespiti yapılmaktadır. Son olarak boş ve dolu bantların tespiti yapılarak bu bantların teknik özelliklerinin (bant genişliği, sinyal gürültü oranı ve merkez frekansı) tespitini yapabilmekte olup farklı SNR değerlerindeki doğrulukları hesaplanmıştır.  
Anahtar Kelimeler: Sinyal bulma, parametre kestirimi, ön bilgisiz kimliklendirme, bilişsel radyo

Abstract:
The need for communication, which has been one of the most important needs of humanity since the first ages, will continue in the future as today. As a result of the fact that wireless communication is preferred by the end users due to its many benefits, with the increasing demand for communication day by day, the natural, valuable, and scarce radio frequency resource that forms the basis of wireless communication should be used more efficiently.
In the report titled "FCC Report of the Spectrum Efficiency Working Group" published by the Federal Communications Commission (FCC), it is stated that licensed bands are used less than 10% [1]. When licensed frequencies are not in use, secondary (less priority) users can use licensed frequencies, which will increase efficiency in frequency usage.
As a result, secondary users need to measure frequencies quickly and precisely before and during use. Therefore, fast, reliable and widespread measurements are extremely important for the smooth communication of the primary (priority licensee) user. Within the scope of the energy detection approach, which gives fast, reliable results with ease of measurement, in the method proposed in this paper, firstly, power spectral density graph (power density/frequency) is obtained for broadband and multi-channel radio communication systems. Then, it determines the noise level by running the filter, histogram and decision algorithms, respectively, without relying on prior knowledge over this graphic data. Afterwards, empty and full bands are detected and the technical characteristics of these bands (bandwidth, signal-to-noise ratio, center frequency) are determined. Finally, the accuracy of the measurements at different SNR values was calculated.
Keywords: Blind identification, signal detection, parameter estimation, cognitive radio