Kablosuz haberleşmede kullanılan karma ARQ sistemleri
Kablosuz haberleşmede kullanilan karma ARQ sistemleri
Yazar: SITKI AKKAYA
Danışman: PROF. DR. NECMİ TAŞPINAR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektronik haberleşme = Electronic communication ; Kablosuz iletişim = Wireless communication

Özet:
Son yıllarda gerek ses ve görüntü iletimi, gerekse yüksek hızlı internet uygulamalarında olduğu gibi geniş band genişliği gerektiren uygulamalarda yüksek veri hızlarında iletime ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca kullanılacak band genişliği sınırlı olduğu için iletim ortamında birden fazla kullanıcının aynı anda iletilmesi gerekmektedir. Bu ihtiyacı son yıllarda yaygın olarak kullanılmakta olan Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullama (OFDM) sistemi karşılamaktadır. Ancak gelişen teknolojiyle birlikte veri güvenliği ve güç tasarrufu da önemli hale gelmektedir. Aynı frekans bandını kullanan farklı kullanıcıları ayırmak için tekli kodlar kullanan Kod Bölmeli Çoklu Erişim (CDMA) Sistemi de bu ihtiyacı karşılamaktadır. Bu iki sistem karıştırılarak Çok taşıyıcılı Kod Bölmeli Çoklu Erişim (MC-CDMA) sistemi elde edilmiştir. Böylelikle, yüksek oranlı veri iletimi, veri güvenliği ve yüksek spektral verimlilik gibi her iki sistemin de avantajlarından yararlanılmıştır.OFDM ve MC CDMA sistemlerinde verici ve alıcıda sırasıyla Ters Hızlı Fourier Dönüşüm (IFFT) ve Hızlı Fourier Dönüşüm (FFT) kullanılmıştır. Bunların yerine Ters Ayrık Dalgacık Dönüşüm (IDWT) ve Ayrık Dalgacık Dönüşüm (DWT) kullanılarak Dalgacık Paket Bölmeli Çoğullama (WPDM) tabanlı sistemler elde edilmiştir.Düşük SNR'a sahip ve derin sönümlü kanallarda verici ve alıcı arasında verinin doğru iletimi mümkün olamamaktadır. Bu problemin üstesinden gelmek için en etkili tekniklerden biri Otomatik Tekrar isteği (ARQ) hata kontrol tekniğidir. Bu tezde; yukarıda belirtilen haberleşme sistemlerinde kullanılan farklı ARQ yöntemlerinin farklı parametrelerle performansları benzetim ortamında incelenmiştir.Alt taşıyıcı sayısı, üreteç polinomu büyüklüğü, başlangıç kod oranı, ?n? CDMA kod matrisinin boyutu arttıkça ve ?h? ARQ için delme adım büyüklüğü, kod uzunluğu, ?M? modülasyon katsayısı azaldıkça sistem başarımlarının arttığı gözlenmiştir. Ayrıca ?Gray? kodlamanın ?Binary? kodlamaya göre , ?QAM? modülasyon ?QPSK? modülasyona göre daha başarılı olduğu görülmüştür.ARQ yöntemlerinde ise kod birleştirmeli ARQ tekniklerinin kod birleştirme sizlere göre; II. türden karma ARQ tekniklerinin I. türden ARQ tekniklerine; delinmiş konvolosyon kodları kullanan II. türden karma ARQ tekniklerinin ise II. türden kod birleştirmeli karma ARQ tekniklerine göre daha başarılı olduğu görülmüştür.Kullanılan haberleşme sistemlerinde ise Dalgacık Paket Bölmeli Çoğullamalı (WPDM) sistemlerin Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullamalı (OFDM) sistemlere göre; Çok taşıyıcılı Kod Bölmeli Çoklu Erişimli (MC-CDMA) sistemlerin Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullamalı (OFDM) sistemlere göre daha başarılı olduğu gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: ARQ, delinmiş konvolosyon kodlama, I. türden karma ARQ, II. türden karma ARQ, Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullamalı (OFDM), Çok Taşıyıcılı Kod Bölmeli Çoklu Erişim (MC-CDMA), Dalgacık Paket Bölmeli Çoğullama (WPDM).

Abstract:
Recently, high data rate transmission is needed in wide band applications as in both transmission of voice & image and high rate internet application. Besides, more than one user may be required over the same transmission link because the bandwith is limited. Orthogonal Frequency Division Multiple (OFDM) system is used recently, fulfills this requirement. However, developing technology, data security and power saving has been important. Code Division Multiple Access (CDMA) system used the unique codes which are distinguish the different users using same frequency band, provides the necessity. Multicarrier Code Division Multiplexing Access (MC-CDMA) is obtained by mixture of the both of systems. Thus, exploited advantages of both of systems which are high rate data transmission, data security and high spectral efficiency, etc.In OFDM and MC-CDMA, at the trasmitter and receiver, respectively, Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) and Fast Fourier Transform (FFT) is used. Instead of this transforms, respectively, using Inverse Discrete Wavelet Transform (IDWT) and Discrete Wavelet Transform (DWT) , the systems based on Wavelet Packet Division Multiplexing (WPDM) are obtained.Transmission of data is very difficult in the channel with nominal SNR and deep fading channel. To overcome this problem, one of the most efficient technique is Automatic Repeat Request (ARQ) error control technique. In this thesis; the performance of different ARQ tecniques which are used the above communication systems, with different parameters are investigated with simulation.It is found that the system throughput increases when the number of subcarrier, the size of generator polinomial, starting code rate, ?n? the size of CDMA code matrix increases and while the size of puncturing step ?h? for ARQ, the code length, the level of modulation ?M? decreases. Besides, it it observed that ?Gray ? coding and QAM modulation are more successful than ?Binary? coding and ?QPSK? modulation, respectively.On the other hand , it is examined that code combining Hybrid ARQ technique, Type II Hybrid ARQ and Type II Hybrid ARQ using punctured convolutional coding are more successful than without code combining Hybrid ARQ, Type I Hybrid ARQ and code combining Hybrid ARQ, respectively.Wavelet Packet Division Multiplexing (WPDM) Systems are more successful than based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Systems and Multicarrier Code Division Multiplexing Access (MC-CDMA) Systems are more successful than Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Systems are observed.Keywords: ARQ, punctured convolutional coding, Type I ARQ, Type II ARQ, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Multicarrier Code Division Multiplexing Access (MC-CDMA), Wavelet Packet Division Multiplexing (WPDM).