Nicemlenmiş geribeslemeyle uzay-zaman blok kodları hata başarımının arttırılması
Improving the error performance of space-time block codes with quantized feedback
Yazar: SONER KÖRÜK
Danışman: DOÇ.DR. MEHMET ERTUĞRUL ÇELEBİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Telsiz haberleşme sistemlerinin çoğunda vericilerin anlık kanal durumu hakkındabilgisi bulunmamaktadır. Bu durum geribesleme yöntemlerinin oluşturulmasına yolaçmıştır. Bu çalışmada, uzay-zaman blok kodlama sistemi için nicemlenmişgeribeslemeli bir yaklaşım üzerinde durulmuştur. Alıcının sahip olduğu tam kanalbilgisi k-means algoritması ile vektör nicemlemesi işleminden geçirilmiştir. Nicemlenmişkanal vektörlerinden verici anten ağırlıklandırılmasında kullanılan ağırlık vektörlerininçıkarımı yapılmıştır. Böylelikle, her bir nicemlenmiş kanal vektörü bir verici antenağırlık vektörüne eşlenerek alıcıda ve vericide bulunan kod tablosu oluşturulmuştur.Vericinin sahip olduğu kanal matrisine uygun düşen nicemlenmiş kanal vektörü veverici ağırlık vektörü kod tablosundan alınmaktadır. Bu bilgi verici tarafından alıcıyasınırlı bit kullanılarak geribeslenmiştir. Geribesleme kanalı hatadan bağımsızvarsayılmıştır. Çalışmada, bu tasarım modeli için hata başarım sonuçları elde edilmiş veaçık devre UZBK tasarımına göre daha iyi bir başarım sağladığı gösterilmiştir. Bununyanında literatürde kullanılan verici anten seçimli bir geribesleme tekniğinin benzetimiyapılmış ve elde edilen başarım sonuçları karşılaştırma için kullanılmıştır. Bu çalışmasonucunda, nicemlenmiş geribesleme kullanımıyla UZBK hata başarımınınarttırılabildiği gösterilmiştir. Sinyal gürültü oranı arttıkça nicemlenmiş geribeslemeninsağladığı kazanç anten seçimine göre daha fazla olmaktadır.Anahtar Kelimeler: Hüzme Oluşturma, Nicemlenmiş Geribesleme, K-meansAlgoritması, Vektör Nicemleme

Abstract:
In many wireless systems, transmitters have no knowledge about current channelconditions. This motivates feedback methods. In this study, a quantized feedbackapproach for space-time block coded system is considered. The perfect channelinformation known by the receiver is quantized by utilizing the k-means algorithm. Theresulting quantized channel vectors are utilized to construct the weighting vectors thatare used to weight the transmitter antennas. As a result of this, each quantized channelvector is matched to transmit antenna weighting vector. That is, the codebook which isboth at the receiver as well as the transmitter is designed. The channel matrix, which isperfectly known by the receiver, is matched with a quantized channel vector, hence atransmitter weighting vector in the codebook. By utilizing a limited number of bits, thisquantized information is fed back to the transmitter by the receiver. The feedbackchannel is assumed as error-free. Moreover in this study, the error performance resultshave been obtained for the explained model. It is showed that the mentioned quantizedfeedback model has a better error performance than open-loop STBC. Besides this, afeedback technique with transmit antenna selection is simulated and the errorperformance results of this technique is used for comparison purposes. As the result ofthis study, it is showed that the error performance of STBC can be improved by utilizingthe proposed quantized feedback scheme. The gain acquired by quantized feedback isgreater than the antenna selection as the SNR increases.Keywords: Beamforming, Quantized Feedback, K-means Algorithm, VectorQuantization