Dikgen olmayan çoklu erişim sistemlerinin bilişsel radyo ağlardaki başarım analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik - Elektronik Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: F.KEBİRE BARDAK

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa Namdar

Eş Danışman: Arif Başgümüş

Özet:

Bu tez çalışmasında, aşağı yönlü dikgen olmayan çoklu erişim (NOMA) sistemlerinin röle yardımlı bilişsel radyo (BR) ağlardaki sistem performans analizi incelenmektedir. Bir kaynak, bir röle ve iki kullanıcılı olarak önerilen sistem modelinde, çöz-ve-aktar (DF) yöntemini kullanan bir röle ile üstel dağılımlı kanal modeli üzerinden bilgi alışverişi sağlanmaktadır. Bu sistemin, uçtan uca işaret-girişim artı gürültü oranı (SINR) hem alıcı hem de verici düğümler için hesaplanmıştır. Önerilen sistem modelindeki matematiksel çıkarımlar, üstel dağılımlı kanala ait olasılık yoğunluk fonksiyonu (OYF) ve birikimli dağılım fonksiyonu (BDF) kullanılarak yakın ve uzak kullanıcılar için kesinti olasılığı ve tam ve yaklaşık ergodik kapasite analizinin kapalı form denklemlerinin türetilmesiyle elde edilmektedir. Rölede ve yakın kullanıcıda ardışık girişim iptali (SIC) uygulandığı varsayılarak, rölenin ve ikincil kullanıcıların (İK) kesinti olasılığı başarımları, düğümler arası mesafe, güç paylaşım katsayısı, girişim gücü ve üstel dağılım parametreleri dikkate alınarak, toplam ergodik kapasite performansı ise, düğümler arası mesafe, güç paylaşım katsayısı, iletim gücü ve yol kaybı katsayısı parametreleri dikkate alınarak, 〖10〗^6 tekrarlı Monte Carlo benzetimleriyle analiz edilmektedir. Sistemin kesinti olasılığı performansı, yakın ve uzak kullanıcılar için işaret-gürültü oranı (SNR) ile değişimi gözlemlenmiştir. Girişim gücünün artmasıyla kesinti olasılığının da arttığı, başka bir deyişle sistem performansının kötüleştiği tespit edilmiştir. Röle ile uzak kullanıcı (UK) arasındaki mesafe değişiminin sistem performansına etkisi incelenmiştir. UK'nın röleden uzaklaştıkça kesinti olasılığının arttığı gözlemlenmiştir. Güç paylaşım katsayısının sistem performansına bakıldığında ise, yakın kullanıcıya (YK) atanan gücün azalması halinde sistem performansının YK ve UK için kötüleştiği tespit edilmiştir. Son olarak, düğümler arası kanallardaki üstel dağılım parametresinin sistem kesinti olasılığı performansı incelendiğinde, üstel dağılım parametresinin artmasıyla YK ve UK için kesinti olasılığının azaldığı gözlemlenmiştir. Ergodik toplam kapasite analizinde, YK ve UK için sistem analizinin SNR ile değişimi incelenmiştir. Güç paylaşım katsayısındaki ve düğümler arasındaki mesafelerin değişimi ile sistem başarımı analiz edilmiş, SNR arttığında ergodik kapasitenin de arttığı dolayısıyla sistem performansının iyileştiği gözlemlenmiştir. YK için ergodik toplam kapasitenin güç paylaşım katsayısı ile değişimleri ile incelenmiştir. YK'ya atanan güç tahsisinin artmasıyla, sistem performansının da arttığı tespit edilmiştir. Son olarak, birincil ağ (BA) vericisinin röleye olan uzaklığı ile röle-kaynak arasındaki mesafe değişiminin YK için ergodik toplam kapasite üzerindeki performansı incelenmiştir. BA vericisinin röleden uzaklaşmasının ergodik toplam kapasiteyi arttırdığı tespit edilmiştir. İkincil ağdaki (İA) rölenin BA vericisine göre kaynaktan uzaklaşması durumunda sistem performansının kötüleştiği, öte yandan yakın kullanıcıya atanan güç tahsisindeki artışın ise ergodik toplam kapasiteyi olumlu yönde etkilediği gözlemlenmiştir. Önerilen sistem modeli üzerinde, yapılan analizler ve elde edilen tüm sonuçlar istenilen performansı sunduğu, düğümler arası mesafe, güç paylaşım katsayısı, iletim gücü, yol kaybı katsayısı, girişim gücü ve üstel dağılım parametrelerinin seçimi konusunda araştırmacılara rehberlik sağlayacağı öngörülmektedir.