Çok taşıyıcılı haberleşme sistemlerinde PAPR azaltma tekniklerinin incelenmesi
Investigation of PAPR reduction techniques in multi-carri̇er communication systems
Yazar: İSMAİL SERKAN ÇETİNER
Danışman: DOÇ. DR. ALİ ÖZEN
Nuh Naci Yazgan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yüksek tepe-ortalama güç oranı (PAPR), günümüzde kullanılan kablosuz haberleşme sistemlerinin en büyük dezavantajlarından biridir. Birçok standart tarafından kabul gören Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullama (OFDM) sistemi de bu dezavantaja sahiptir. Literatürde bu sistemlerin yüksek PAPR değerlerini düşürmek için genlik kırpma ve filtreleme, kısmi iletim dizisi (PTS) teknikleri gibi birçok teknik önerilmiştir.
Bu tez çalışmasında, genlik kırpma (AC) ve PTS teknikleri incelenmektedir. Çok taşıyıcılı haberleşme sistemlerinin PAPR problemine bir çözüm olarak PTS tekniği ile AC tekniğinin birleştirilmesi ve sunulan yeni nesil dalga formlarına uygulanması literatürde ilk defa bu tez çalışmasında önerilmektedir. Önerilen yöntem literatürde OFDM 'e alternatif olarak sunulan yeni nesil dalga formlarından Sıfır Sonlu Ayrık Fourier Dönüşümü-yayılmalı OFDM (ZT DFT-s OFDM), Sıfır Sonlu Ayrık Kosinüs Dönüşümü Yayılmalı OFDM (ZT-DCT-s OFDM) ve Sıfır Sonlu Ayrık Sinüs Dönüşümü Yayılmalı OFDM (ZT-DST-s OFDM) dalga formlarına uygulanmıştır ve sonuçlar elde edilmiştir. Önerilen PTS-AC yönteminin başarımını bit hata oranı (BER) ve PAPR performans ölçütleri üzerinden doğrulamak için bilgisayar ortamında simülasyon çalışmaları yapılmaktadır. Elde edilen sonuçlardan, tezde önerilen tekniğin BER performansından ödün vermeden dalga formlarının orijinal versiyonlarına karşı 6 dB kadar PAPR iyileştirmesi sağladığı gözlenmektedir.

Abstract:
High peak-to-average power ratio (PAPR) is one of the biggest disadvantages of wireless communications used today. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system that accepted by many standards, also has this disadvantage. In the literature, many techniques such as amplitude clipping and filtering, partial transmission array (PTS) techniques have been proposed to reduce PAPR values of these OFDM communication systems.
In this thesis, amplitude clipping (AC) and PTS techniques are examined. Combining PTS technique and AC technique for solving to the PAPR disadvantage of multi-carrier communication systems and implementation to suggested next generation waveforms is suggested for the first time in the literature in this thesis work. The suggested technique has been implemented to the next generation waveforms such as Zero-Tail Discrete Fourier Transform spread OFDM (ZT DFT-s OFDM), Zero Tail Discrete Cosine Transform spread OFDM (ZT DCT-s OFDM), Zero Tail Discrete Sine Transform spread OFDM (ZT DST-s OFDM) presented as an alternative to OFDM in the literature and the results have been obtained. To verify the achievement of the suggested PTS-AC technique over the bit error rate (BER) and PAPR performance criteria, computer simulation studies have been executed. From the acquired outcomes, it shows the suggested technique provides nearly 6 dB of PAPR improvement over the original versions of the waveforms without sacrificing BER performance.