Uyarlanabilir akıllı yüzey-destekli uzaysal modülasyonun farklı sönümlenmeli kanallardaki performans analizi

Abstract

Her geçen gün gelişmekte olan teknolojiyle birlikte kablosuz iletişim cihazlarının kullanıcı sayısı da artmakta ve çok daha hızlı veri iletimine ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak geleneksel radyo-frekans haberleşme yöntemleri ultra hızlı veri transferi ve yüksek bant genişliği gibi yeni nesil kablosuz haberleşme teknolojilerinin hedeflerini sağlamakta yetersiz kalmaktadır. Hali hazırda kullanılan haberleşme tekniklerinin gerekli spektral verimliliği sağlayamaması yeni verici-alıcı yapılarının tasarlanmasını ve yenilikçi modülasyon tekniklerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Bu tez çalışmasında; kablosuz haberleşme sistemlerinde kanallar arası girişim ve alıcı karmaşıklığı gibi sorunları giderebilmek amacıyla öne sürülen uzaysal modülasyon (spatial modülation, SM) teknikleri ve çok yollu sönümlenmeli kablosuz ortamlarından kaynaklanan veri iletimindeki performans düşüklüğünü azaltmak amacıyla öne sürülen uyarlanabilir akıllı yüzey (reconfigurable intelligent surface, RIS) teknolojisinin birleştirilmesiyle ortaya atılan RIS – destekli SM (RIS-SM) şemaları Rayleighi Ricean ve ? – µ gibi farklı çok yollu sönümlenmeli kanallar üzerinde ele alınmıştır. RISlerin kablosuz kanalı etkin biçimde kontrol etme ve değiştirme yeteneğinden yararlanarak, farklı kablosuz kanallar üzerindeki hata performans analizi bit hata oranı (bit error rate, BER) açısından yapılmıştır. Ele alınan tüm sistemlerin analizinde en yüksek olabilirlik (maximum likelihood, ML) sezimi metodu kullanılmıştır. Elde edilen hata performans sonuçları bilgisayar simülasyonları ile sunulmuştur. Özet olarak bu tezin amacı, kablosuz haberleşme sistemlerinde RIS-SM teknikleri ile veri iletimi sağlayarak yüksek veri iletim hızlarına ulaşmak, antenler arası senkronizasyon sorununu çözmek, daha güvenilir bir iletim ortamı sağlamak ve RIS aracılığıyla kör noktada bulunan antenler arasında doğrudan görüş hattı sağlayarak iletim ortam kapasitesini artırmaktır.

With the developing technology day by day, the number of users of wireless communication devices is increasing and much faster data transmission is needed. However, traditional radio-frequency communication methods are insufficient to meet the goals of new generation wireless communication technologies such as ultra-fast data transfer and high bandwidth. The inability of currently used communication techniques to provide the required spectral efficiency has made it necessary to design new transmitter-receiver structures and to develop innovative modulation techniques. In this thesis study; Spatial modulation (SM) techniques, which are proposed to eliminate problems such as inter-channel interference and receiver complexity in wireless communication systems, and adaptive intelligent surface (RIS) technology, which is proposed to reduce the performance degradation in data transmission caused by multi-path fading wireless environments. RIS-assisted SM (RIS-SM) schemes put forward by combining them are discussed on different multipath fading channels such as Rayleighi Ricean and ?-µ. By utilizing the ability of RISs to effectively control and change the wireless channel, error performance analysis on different wireless channels was performed in terms of bit error rate (BER). The highest likelihood (maximum likelihood, ML) detection method was used in the analysis of all the systems considered. The error performance results obtained are presented with computer simulations. In substance, the aim of this thesis is to achieve high data transmission rates by providing data transmission with RIS-SM techniques in wireless communication systems, to solve the synchronization problem between antennas, to provide a more reliable transmission environment, to increase the channel capacity and to reach the blind spot through RIS. It is to increase the transmission medium capacity by providing a direct line of sight between the antennas.