Kablosuz iletişimde işbirlikçi çeşitleme yöntemlerinin araştırılması
Investigation of cooperative diversity methods in wireless communications
Yazar: SELMAN KULAÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT HÜSNÜ SAZLI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu doktora tez çalışmasında, bilişsel radyoda spektrum algılama kalitesini ve verimliliğini artırmak amacı ile işbirlikçi çeşitleme yöntemleri geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemler ile spektrum algılama kalitesinin iyileşmesinin yanında, işbirliği yükünün getirdiği karmaşıklığın da azaltılması sağlanmıştır.Bu tez çalışmasında, geliştirilen bir senaryo ile ortamın serbest uzay direkt görüş hattı olması durumunda gezgin kullanıcılar için bir işbirlikçi spektrum algılama tekniği önerilmiştir. Önerilen teknikle, gezgin lisansız kullanıcıların işbirlikçi çeşitlemeden yararlanarak, lisanslı kullanıcının varlığını doğru algılama olasılıklarının artmakta olduğu doğrulanmıştır. Fakat, gezgin kullanıcıların hızlarının artması ile doğru algılama olasılığının azaldığı da vurgulanmıştır.Önerilen başka bir yöntem ile bir IEEE 802.22 hücresindeki baz istasyonu ve kullanıcıların işbirliği oluşturarak daha iyi TV sinyallerini algıladıkları ve bu işbirliğine zaman çeşitlemesi de ilave edilerek daha iyi başarım sonucuna ulaşıldığı gösterilmiştir. Ayrıca verimli işbirliğinin gerçeklenmesinin, röle SNR eşik değerlerini düşürmeyerek ve daha güvenilir kullanıcıları röle seçerek sağlandığı doğrulanmıştır.Ayrıca, IEEE 802.22 standardında DTV spektrumunun algılanmasında yenilikçi bir yaklaşım olan işbirlikçi yapı ile Goertzel algoritmasının kullanımı ve sadece pilot sinyali dar bandında enerji algılama yapılması yöntemi önerilmiştir. Önerilen bu yöntem ile tüm işbirlikçi alıcılara gelen pilot sinyalinin derin sönümlenmeye uğrama olasılığının çok düşük olduğu ve spektrum algılama kalitesi yanında toplamda enerji verimliliğinin de arttığı yapılan detaylı benzetimlerle de gösterilmiştir.

Abstract:
In this Ph. D. dissertation, cooperative diversity methods have been developed in order to increase quality and efficiency of cognitive radio. Reduction in the complexity brought by the cooperation load is provided, besides spectrum sensing quality improvement by the developed methods.In this dissertation, with a developed scenario, cooperative spectrum sensing technique is recommended for mobile users when the environment is free space line of sight (LOS). It is confirmed with this technique that the probability of detection of the primary user?s existence increases with the usage of cooperative diversity by mobile users. But it is emphasized that the probability of detection of the primary user?s existence decreases with the speed of the mobile users.With another proposed method, it is demonstrated that a base station and users in an IEEE 802.22 cell sense TV signals better with setting up cooperation and it is reached to the better performance result with adding time diversity to this cooperation. Besides, it is confirmed with this method that effective cooperation can be done by not reducing the SNR threshold of relays and choosing more reliable users for relaying.With an innovative approach, taking advantage of the cooperative structure and the Goertzel algorithm, pilot signal narrow band energy detection method is proposed. With this proposed method, very low probability of the meeting to deep fading of the pilot signal which comes to the all coopeartive receivers and total energy efficiency increasing beside the spectrum sensing quality is also shown with detailed simulations.