MC-CDMA(Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu Erişim )

MC-CDMA (Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu
Erişim ) Alıcılarda Yakın-Uzak Problemine
Yönelik Yapay Zekâ Uygulamaları
Metin ÇİÇEK, Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu, ANKARA
Necmi TAŞPINAR, Erciyes Ünv. Elk-Elektronik Müh. Böl., KAYSERİ
GİRİŞ
MC-CDMA sistemler
MC-CDMA sistemlerde karşılaşılan problemler
MUD ve güç kontrolü
Yapay Zekâ Teknikleri (YSA ve BM)
Simülasyon Sonuçları
CDMA
(Code Division Multiple Access)
Kod Bölmeli Çoklu Erişim sisteminde
kullanıcılar, ilgili bant genişliğinin
tamamında
ve
iletim
zamanının
tümünde etkindir.
CDMA sisteminde kullanıcılara ait
sinyaller aynı frekans bandında ve aynı
zamanda iletilerken, farklılıkları kod
boyutunda ortaya çıkmaktadır. Her
kullanıcı farklı kodlarla gönderildiğinden
sinyallerin karışması engellenmiş olur.
OFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM), frekans seçimli kanallarda sinyal
iletimi için yaygın şekilde kullanılan bir tekniktir. Temel olarak bu
teknikte, kanal band genişliği belli sayıda alt bandlara bölünerek, her
bir alt-taşıyıcı için tahsis edilmiş frekanslarda düşük hızlarda ki
taşıyıcıların
çoğullanması
sağlanır.
Alıcı
tarafta
sinyallerin
birbirinden ayırmak için taşıyıcı frekans boşluklarının birbiri üzerine
binmemesi gerekmektedir. Bu zorunluluk, frekans spektrumundan
tam olarak verim alınmasını engellemektedir. Band genişliğinden
daha fazla yararlanma ihtiyacıyla birlikte, bu probleme karşı dikgen
frekans bölmeli çoğullama tekniği (OFDM) önerilmiştir.
OFDM - II
OFDM, genel olarak veri akışını
düşük
hızlı
alt-taşıyıcılara
bölerek paralel kanallarda ileten
bir modülasyon tekniğidir ve son
zamanlarda çoğullama amaçlı
sistemlerde yaygın kullanılan bir
tekniktir.
OFDM ile FDM arasında ki en temel fark; OFDM sisteminde taşıyıcı
spektrumları birbiri üzerine binmesi ve bu taşıyıcıların birbirlerine
dikgen olması sayesinde spektral verimlilik elde edilmesidir.
OFDM - III
Matematiksel olarak her bir taşıyıcı bir kompleks dalga
olarak şöyle tanımlanabilir:
Sc(t)’ nin reel kısmı gerçek sinyaldir. Matematiksel
olarak her bir taşıyıcı bir kompleks dalga olarak
aşağıdaki şekilde tanımlanabilir:
MC-CDMA
(Multi Carrier-Code Division Multiple Access)
CDMA + OFDM
 Gürültüye karşı dayanıklılık.
 Yüksek spektrum verimliliği.
 Spektrumu verimli kullanması.
 Sönümlü kanallarda dirençlidir.
 Daha yüksek kullanıcı
 ISI ve ICI ya karşı dayanıklı.
sayılarını kaldırabilmesi.
 Hand over etkisinin az olması.
 Yeni teknolojilere uygunluk.
 Genişband teknolojisine
uygunluk.
MC-CDMA - II
k. kullanıcıya ait MC-CDMA sinyali şöyle
ifade edilir:
Kanal sonunda alınan sinyal şöyle ifade edilir:
n(t) toplanabilir beyaz gaussian gürültüsü
Sk(t), L uzunluklu yayma dizisi;
Sk(t), k. kullanıcıya tahsis edilmiş deterministik yayma kodudur ve normalizedir.
MC-CDMA - III
Sk(t), yayma kodlarına ait çapraz ilişki şöyle tanımlanır:
R, çapraz ilişki matrisi şöyle tanımlanır:
ÇOK KULLANICILI SEZME (MUD)
Sezme yapısı olarak;
1. Klasik Alıcı yapısı (MRC ve EGC)
2. YSA (Yapay Sinir Ağı) Alıcı
3. BM (Bulanık Mantık) Temelli Alıcı
Alıcıların performansı belirlenirken;
1. SNR-BER
2. Kullanıcı Sayısı-BER
3. NFR-BER performanslarına bakıldı.
MC-CDMA Alıcılar
YAPAY SİNİR AĞLARI
YSA ALICI




Levenberg-Marquardt algoritması
Gizli katmanda tanjant sigmoid aktivasyon fonksiyonu kullanıldı.
Her bir kullanıcı için 1000 bit içeren veri seti
Eğitim 0,001 minimum ortalamalı hata (MSE) elde edilinceye kadar
sürdürülmektedir.
BULANIK MANTIK SİSTEMİ

Giriş değişkenlerinin bulanık değerlere ayarlanması

Ayarlanan değerlere bulanık mantık operatörlerinin uygulanması (VE veya VEYA)

Ön değerlerden son değerleri elde etme,
 Kurallara göre elde edilenlerin değerlendirilmesi
 Bulanık mantık değerlerinden geri dönüşüm
BULANIK MANTIK SİSTEMLİ ALICI



Sugeno tipi bulanık mantık sistemi,
Giriş üyelik fonksiyonları Gaussian,
çıkış üyelik fonksiyonları üçgen tipi
Girişler arasında VE operatörü
kullanılmıştır.
SİMÜLASYON SONUÇLARI
SİMÜLASYON SONUÇLARI
SONUÇ
Metin ÇİÇEK
Necmi TAŞPINAR
e-mail: [email protected]
e-mail: [email protected]