Uzay-zaman kodları
Space-time coding
Yazar: CENK YETİŞ
Danışman: PROF. DR. AHMET HAMDİ KAYRAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Telekomünikasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
UZAY-ZAMAN KODLARI ÖZET Uzay-zaman kodları, uzay ve zaman çeşitliliğini kullanan bir tür kodlama yöntemidir. Uzay ve zamanda çeşitleme, aynı işaretin birden fazla antenden, farklı zamanlarda tekrar iletilmesidir. Uzay-zaman kodlan, üç ana başlık altında toplanmaktadır: Uzay-zaman kafes kodları, uzay-zaman blok kodları (UZBK'ları) ve karma tasarımlar. Uzay-zaman kafes kodları, uzay ve zaman çeşitliliğini kullanan bir tür kafes kodlama yöntemidir. UZBK'ları, uzay ve zaman çeşitliliğini kullanan bir tür blok kodlama yöntemidir. Karma tasarımlar ise, kafes kodlar ile uzay-zaman blok kodlarının birlikte kullanıldığı tasarımlardır. Bu çalışma, UZBK'ları üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmada, uzay- zaman kodları ile ilgili temel konular anlatılmakta ve konu bütünlüğünün oluşmasını sağlayan yorumlar ve önemli detaylar bulunmaktadır. Kompleks matrisler ile ilgili matematik literatüründe yayınlanmış bir çok makale üzerinde çalışılmasına rağmen, bu araştırmalardan henüz yenilik elde edilemediği için bu çalışmada bu konulara yer verilmemektedir. Matematik ve elektronik literatüründe, UZBK'larını ilgilendiren ve bizler tarafından önemli olduğu düşünülen, arşivlenmiş makale sayısı 300 rakamını bulmaktadır. Bu makaleler, bir çok sayıda makale tarandıktan sonra seçilmiştir. Bu çalışmanın UZBK'ları için getirdiği yenilikler aşağıda sıralanmaktadır. Bu yeniliklerin önemi ile ilgili tartışmalar, çalışma içerisinde yer almaktadır. 1) Çeşitli tasarım özelliklerine sahip bilinen tüm UZBK'ları literatürde ilk kez sınıflandırıldı ve sunuldu. 2) Sütun/satır döndürme gibi işlemler ile, yarı-durağan kanallarda, aynı başarı eğrisine sahip uzay-zaman blok kodlarının elde edilmesinin sebebinin, bu tasarımların aynı ilinti matrisine sahip olmalarından kaynaklandığı belirtildi. 3) Yarı-durağan kanallarda, dik ve yarı-dik UZBK'ları için en büyük olabilirlikli karar verme kuralı metriklerinin kolay ve kısa sürede bulunması için tek yöntem sunuldu. 4) Yüksek hızlarda dik UZBK'u tasarımı için literatürde yayınlanmış yöntemlerden çok daha kolay ve zaman kazandıran tek tasarım yöntemi sunuldu. 5) Literatürde, Hou, J. ve Lee., M. H yazarlarına ait yayınlamış bazı makalelerdeki bilgisayar benzetim sonuçlarının ve teorik ispatların doğruyu göstermedikleri savunuldu. 6) Literatürde, Jafarkhani'nin "Yarı-dik UZBK'ları" adlı makalesinde önemli bir yorum hatası bulunduğuna dikkat çekildi.

Abstract:
SPACE-TIME CODING SUMMARY Space-time codes use space and time diversity. Transmitting the same singal from different antennas at different time intervals is called space and time diversity. Space-time codes are divided into three main subtitles: space-time trellis codes (STTCs), space-time block codes (STBCs) and mixed codes. STTC is a type of trellis code, which uses space and time diversity. STBC is a type of block code, which uses space and time diversity. Mixed code is a type of code, which uses the combination of trellis code and STBC. In this study, we focus on STBCs. In this study, basic concepts about space- time codes are reviewed. Besides, for a complete comprehension about the topic, many comments and important details are presented. We studied many mathematical publications, which are related to complex matrices. However, we did not write down about these studies because we could not obtain any innovation from these studies. The total number of publications in our archieve, which are important in the aspect of STBCs, is around 300. These publications are choosen from a multiplicity of publications. The innovations of which this study brings are listed below. The importancy of these innovations is argued in further pages of this study. 1) In this study, all of the STBCs in the literature are classified and presented for the first time in the literature. 2) We declare that operations like column/row rotation of codeword matrix lead to STBCs, which perform the same bit error rate in quasi-static channels because they all have the same correlation matrix. 3) We provide a simple and fast method for determining the metrics of maximum likelihood decisions of both orthogonal and quasi-orthogonal STBCs in quasi-static channels. 4) In the literature, high rate orthogonal STBCs for odd and even number of transmitters are designed according to two complicated and tedious methods. In this study, we provide a simple and fast method for any number of transmitters. 5) We provide some theoratical and simulation results for proving that the publications of Hou, J. ve Lee., M. H do give misleading results. 6) We point out that there is a misleading comment in the publication of Jafarkhani, which is "Quasi-orthogonal STBCs". xi