6. KAYNAKLAR 5. SONUÇ. Fırat Üniversitesi-Elazığ

Transkript

1 Fırat Ünverstes-Elazığ TEK TAŞIYICILI VE ÇOK TAŞIYICILI WMAX RADYONUN DURAĞAN VE ZAMANLA DEĞİŞEN NAKAGAMİ-M SÖNÜMLEMELİ KANALLARDAKİ BAŞARIM ANALİZLERİ Merve Abde Demr, Al Özen Elektrk-Elektronk Mühendslğ Bölümü Karadenz Teknk Ünverstes DSP LAB., Trabzon ÖZET Bu bldrde, tek taşıyıılı (Sngle Carrer, SC) ve çok taşıyıılı (Mult Carrer, MC) WMAX radyonun durağan ve zamanla değşen Nakagam-m sönümlemel kanallardak bt hata oranı (Bt Error Rate, ) başarımları nelenmektedr. SC radyoda kanal denkleştrme çn doğrusal (Lnear Transversal Equalzer, LTE) ve doğrusal olmayan (Deson Feedbak Equalzer, DFE) denkleştrler kullanılmaktadır. MC WMAX radyoda se zaman bölges denkleştr olarak kanal uyumlu fltre karar ger-beslemel denkleştr (Channel Mathed Flter Deson Feedbak Equalzer, CMF-DFE) ve frekans bölges kanal denkleştr (Frequeny Doman Equalzer, ) kullanılmaktadır. Benzetm sonuçları durağan ve zamanla değşen frekans seç Nakagam-m sönümlemel kanallarda SC WMAX radyonun MC WMAX radyodan daha y başarıma sahp olduğunu göstermektedr. Anahtar Kelmeler: WMAX, Nakagam-m sönümleme, CMF- DFE,, zamanla değşen kanal.. GİRİŞ WMAX (Worldwde Interoperablty for Mrowave Aess) teknolojs uç kullanııya kablosuz genş bant erşmn en uuz şeklde sağlamayı amaçlamaktadır. Vdeo ve ses letm, onlne oyun, vdeo konferans, IP üzernden ses (VoIP) ve dosya transfer protokolü (FTP) gb uygulamalar bant genşlğ ve gekme gb hzmet kaltes (QoS) yönüyle öneml gereksnmeler duyarlar. Değşk data hızı ve servslern sağlayablen mevut kablosuz erşm teknolojlern, kırsal alanlarda ve en uzak kullanıı erşmnde kullanmak oldukça pahalıdır. Daha çok çeştl uygulamaları destekleyen kablosuz genş bant erşm çn WMAX uygun br alternatf sunar. Bununla brlkte, herhang br kablosuz haberleşme sstemnde olduğu gb, frekans seç kanalın çok yol etklernden kaynaklanan semboller arası grşm (Inter Symbol Interferene, ISI) nedenyle gönderlen şaretn yayılma hızı ve güvenlrlğ azalmaktadır. ISI yı ortadan kaldırarak verden gönderlen şaretler elde etmek kanal dekleştrme problemdr ve OFDM en kolay kanal denkleştrme çözümünü sunmaktadır. OFDM tabanlı sstemlerde şaret hem frekans bölgesnde, hem de zaman bölgesnde şlenebldğnden, kanal denkleştrler de hem frekans bölgesnde [, 2], hem de zaman bölgesnde tasarlanablmektedr [3, 4]. Kanal denkleştr kullanılarak ISI ya karşı önlem alınsa da, gürültü, kanalda meydana gelen dern sönümlemeler ve kanalın frekans seçlğnden dolayı sstem başarımı sınırlanmaktadır. Kablosuz haberleşme sstemlernn benzetmn yapmak çn kullanılan farklı kanal sönümleme modeller vardır. En önemller Raylegh ve Rean sönümleme modellerdr. Gezgn kullanıı le baz stasyonu arasında doğrudan görüş (Lne of Sght, LOS) bleşen yoksa Raylegh sönümleme oluşur. Baskın durağan br şaret bleşen mevut olduğunda, sönümleme zarfı dağılımı Rean sönümleme olur [5]. Raylegh sönümleme model, yonosferk kanalda yayılan yüksek frekans şaretlernn benzetmn yapmada sık sık kullanılır. Bununla brlkte, yüksek doğruluklu uzun mesafe sönümleme etklern tanımlamada Raylegh sönümleme yeterl olmaz. Bu durum lk olarak Nakagam tarafından gözlend [6]. Nakagam daha sonra elde ettğ deneysel dataları tanımlamak çn parametrk Gamma dağılım tabanlı yoğunluk fonksyonunu formüle ett. Nakagam tarafından önerlen modeln, Raylegh ve Rean modelden daha az sönümlemel ve daha çok sönümlemel durumlara daha y açıklama sağladığı ve gezgn haberleşme kanal datalarına daha y uyum sağladığı, gerçek zaman datalarını kullanan çoğu araştırmaı tarafından gösterld [7 9]. Nakagam sönümleme, kablosuz kanalda çeştl sönümleme durumlarını gösterebldğ çn son günlerde büyük lg çekmektedr [5, 7 9]. Bu çalışmanın amaı, durağan ve zamanla değşen Nakagam-m sönümlemel kanallarda m parametresnn değşmne göre SC ve MC WMAX radyo sstemlernn bt hata oranı (Bt Error Rate, ) başarımlarını karşılaştırmalı olarak elde etmektr. Nakagam-m sönümlemel kanal modelnn benzetm 2. bölümde ayrıntılı olarak verlmektedr. Benzetm yapılan SC ve MC WMAX radyo fzksel katmanı 3. bölümde özetlenmektedr. Son bolümde se blgsayar benzetm sonuçları ele alınarak elde edlen sonuçlar karşılaştırmalı olarak verlmektedr. 2. NAKAGAMİ-M SÖNÜMLEMELİ KANAL MODELİNİN BENZETİMİ İlk olarak Raylegh le Rean sönümlemenn teork olasılık dağılım fonksyonunu ve her k durumu analz etmek ve karşılaştırmak çn Nakagam olasılık dağılım parametreler le olan lşklern neleyelm. Alıının verye göre hareketl olduğunu ve LOS bleşennn olmadığını kabul ettğmzde, alınan şaret aşağıdak gb fade edleblr. x ray N ( t) = a os( w t + w t + φ ) () = Burada, w taşıyıı frekansını, a ve φ yn varış yolunun genlk ve fazını göstermektedr. φ [0, 2π] aralığında düzenl wv dağılıma sahptr. wd = osψ saçılan dalganın yn d 76

2 Elektrk-Elektronk ve Blgsayar Sempozyumu 20 yansımasının Doppler kaymasıdır. Burada ψ antenn hareket yönüne bağlı açıdır ve [0, 2π] aralığında düzenl dağılıma sahptr. v, gezgn araç hızını ve de ışık hızını göstermektedr. N büyük olduğunda, alınan şaretn zarfının olasılık yoğunluk fonksyonunun Raylegh olduğu gösterleblr. Ver ve alıı arasında br LOS bleşen mevut olduğunda, alınan şaret baskın br şaret üzerne yerleştrlmş rastgele çok yol bleşenler olarak aşağıdak gb fade edleblr. x re ( t) = N = a os( w t + w d t + φ ) + ρ os( w t + w t) (2) Burada, ρ sabt LOS bleşennn genlğn, w d LOS yolu boyuna Doppler kaymasını gösterr. Bu durumda, zarf Rean yoğunluk fonksyonuna sahp olur. LOS bleşen mevut olmadığında örneğn ρ = 0 olduğunda, Rean dağılım Raylegh dağılıma dönüşür. Rean dağılımının aksne, Nakagam dağılım LOS koşullarını kabul etmez, anak deneysel dataları tanımlamak ve yaklaşık olarak dağılımı elde etmek çn parametrk Gamma dağılım tabanlı yoğunluk fonksyonunu kullanır. Böylee daha genel olur. Nakagam dağılımının olasılık yoğunluk fonksyonu (Probablty Densty Funton, PDF) aşağıdak gb verleblr. 2m f ( r) = Ω m m 2m 2 r mr exp Γ( m) Ω m, 2 r 0 Burada, m, saçılma ve çok yollu grşm nedenyle yayılma alanının sönümleme dereesn tanımlayan Nakagam parametresdr. Ω, çok yollu saçılma alanının ortalama güüdür ve Γ(m), Gamma fonksyonudur. Nakagam dağılımı hem Raylegh hem de Rean dağılımı kapsadığı çn, m nn büyük değer olması durumunda, () nolu denklem artı baskın br şaretn benzetmn yaparak kanal sönümlemes tanımlanablr. Böylee Raylegh ve Rean dağılımı brleştrlererek Nakagam dağılımın benzetm elde edleblr. Nakagam sönümleme zarfını üretmek çn () ve (2) nolu denklem kullanılır. Benzetm çalışmaları çn Nakagam sönümleme [5] te denklem (4) de verldğ gb Raylegh ve Rean sönümlemey kullanan snüzodal şaretlern toplamını kullanarak elde edleblr. Nakagam kanal çn alınan şaret aşağıdak gb fade edleblr. R Burada, Nakagam m m Ray Re d (3) = R e + R ( e ) (4) R Ray ve R Re Raylegh ve Rean kanalların zarfıdır. Alınan şaretn zarfı snüzodal yaklaşımın toplamı kullanılarak ve hem Raylegh hem de Rean sönümleme çn eş evrel (nphase) ve dk evrel (quadrature) bçmde aşağıdak gb fade edleblr. [ I( t) ] 2 [ Q( )] 2 R ( t) = + t (5) Burada, I (t) ve Q (t) eş evrel ve dk evrel bleşenlerdr [5]. 3. BENZETİMLERDE KULLANILAN WİMAX RADYO FİZİKSEL KATMANI GHz. n altında lsanslı ve lsanssız bantlarda genş bantlı kablosuz haberleşme çn gelştrlen WMAX standardının lk evresnde, sabt kablosuz erşm çn 66 GHz frekans bölges çn tek taşıyıılı (Sngle Carrer, SC) sstemler ve GHz. n altındak frekans bölgeler çn çok taşıyıılı (Mult Carrer, MC) sstemler düşünüldü. Frekans seç kanalın çok yol etklernden kaynaklanan ISI gönderlen şaretn yayılma hızını ve güvenlrlğn azaltmaktadır. Bu problem çözmek çn en kolay yöntem MC sstemlerdr, anak bu sstemlern uzun sembol süresnden dolayı gezgn haberleşmede ortaya çıkan kanal takb problemn çözme yetenekler ve bant vermllkler düşük, çok yüksek doğrusallıktak ver yükselteçler se yüksek malyetldr. Ayrıa, daha yüksek şaret gürültü oranına (Sgnal to Nose Rato, SNR) htyaç duymaktadır. Örneğn; IEEE802.a ve HIPERLAN/I alııları çn [0] da verlen kanala göre benzetm yapıldığında gb br bt hata oranına tek taşıyıılı sstem 9-22dB varlarında ulaşırken aynı oranına OFDM sstem anak 22-26dB varlarında ulaşablmektedr []. IEEE802.6a standardı çn benzer br sonuç Tubbax tarafından da elde edlmştr [2]. Bu nedenlerle IEEE [3] ve IEEE 802.6e [4] nn yayınlanmasıyla, standartların uygulamaları GHz frekans bölgesnn altındak sstemler ve gezgn kablosuz ağlar çn SC haberleşme sstemlerne genşletld. SC sstemlerde se ISI yı yok etmek çn etkn br yol alııda uyarlanır kanal denkleştrler kullanmaktır. WMAX standardı, SC ve MC sstemlerde yayılmış BPSK (Spread BPSK, S-BPSK), BPSK, QPSK, 6QAM, 64QAM ve 256QAM gb sayısal modülasyon teknklernn oldukça genş br aralığını destekler [3, 4]. Benzetm çalışmalarında kullanılan WMAX radyo fzksel katmanının ver ve alıı blok şeması Şekl de verlmektedr. Grş Datası 2047 bt PN Ürete 92 bt FEC 4080 bt Kodlayıı OFDM De- Modülasyon VERİCİ YAPISI I-Q Ters-Eşleme ALICI YAPISI I-Q Eşleme 4080 bt FEC 92 bt Kod Çözüü OFDM Modülasyon Karar Mekanzması Şekl : WMAX Radyo fzksel katmanının blok şeması. Çıkış Datası Şekl de bulunan ver yapısında ler hata düzeltme (Forward Error Corretng, FEC) kodlayıı bloğu Reed- Solomon, blok serpştr ve katlamalı kodlamanın brleşmnden oluşur. Ver paketler IEEE Standart Şekl 78 de gösterlen yapıda olup seçlen beş farklı modülasyon türü Tablo 75 te sıralanmıştır [3, 4]. Alt ver paketlernn her br çn ver olarak 2047 bt uzunluklu PN dzsnn 92 bt alınır ve FEC bloğu çnde öne (255, 239, GF 2 8 ) Reed-Solomon kodlaması le standarda uygun olarak kodlanır [3, 4]. Blok serpştrden geçrlen ver /2 oranındak katlamalı kodlamaya tab tutulur. Daha sonra, kodlanmış verler I-Q eşlemeden geçrlerek stenen herhang 77

3 Fırat Ünverstes-Elazığ br şaret yıldız kümesne (BPSK, QPSK, 6-QAM, 64-QAM ve 256-QAM) dönüştürülür. I-Q eşlemes yapılan verler stenrse MC haberleşme çn OFDM modülasyon bloğunda stenen OFDM şaretler üretlerek antene verlr. Bu çalışmada, OFDM şaretnn üretm çn WMAX standardının öngördüğü alt taşıyıı sayısı 92, plot sayısı 8 ve güvenlk aralığı çnde 56 bt boş bırakılarak oluşturulan 256 bt frekans bölges OFDM şaretne 256 noktalı IFFT (Inverse Fast Fourer Transform) şlem uygulanır. Elde edlen 256 bt zaman bölges OFDM şaretnn son /8 lk kısmı (32 bt) çevrmsel önek (yl prefx, CP) olarak başa eklenerek 288 btten oluşan WMAX-OFDM sembolü oluşturulur. Alıı yapısında se, OFDM-demodülasyon ve I-Q ters eşlemeden sonra FEC kod çözüü bloğu çersnde yumuşak çıkışlı Vterb algortması (Soft Output Vterb Algorthm, SOVA) kullanılarak alınan dataların kodu çözülür. Karar mekanzması bloğunda se kodu çözülmüş datalara karar verlerek stenen başarım karşılaştırmaları yapılır. 4. BİLGİSAYAR BENZETİM SONUÇLARI Benzetm çalışmalarında, SC ve MC WMAX radyonun durağan ve zamanla değşen Nakagam-m sönümlemel kanallardak başarımlarını karşılaştırmak çn krter kullanıldı. 4.. Durağan Kanal Benzetm Sonuçları Zamanla değşmeyen kanallarda, Proaks kanal profl [0], ortalama dal ağırlık katsayıları (0.227, 0.460, 0.688, 0.460, 0.227) olan, 5 dallı Nakagam-m sönümlemel kanal model kullanılmıştır. Kanalı denkleştrmek çn SC WMAX te 9 dallı süzgeçten oluşan doğrusal enne denkleştr (Lnear Transversal Equalzer, LTE) ve 9 dallı ler beslemel süzgeç (Feed Forward Flter, FFF) le 4 dallı ger beslemel süzgeçten (Feedbak Flter, FBF) oluşan 3 dallı karar ger beslemel denkleştr (Deson Feedbak Equalzer, DFE) kullanılmıştır. MC WMAX te se frekans bölges kanal denkleştr (Frequeny Doman Equalzer, ) kullanılmıştır. Ayrıa MC WMAX radyoda le karşılaştırma yapmak amaıyla 9 dallı ler beslemel süzgeç le 4 dallı ger-beslemel süzgeçten oluşan 3 dallı kanal uyumlu süzgeç DFE (Channel Mathed Flter-DFE, CMF-DFE) zaman bölges kanal denkleştr (Tme Doman Equalzer, TDE) olarak kullanılmıştır. Benzetmler 000 kanal üzernden kl faz modülasyonlu (BPSK) sstemlerde Nakagam sönümleme parametres m nn, 2 ve 0 değerler çn elde edlmştr. Blgsayar benzetmlernde, elde edlen başarımları karşılaştırmak çn SC sstemde klask LMS-LTE ve LMS- DFE le klask RLS-LTE ve RLS-DFE denkleştr algortmaları ve MC sstemde se TDE ve kullanılmaktadır. Çalışmalarda, klask LMS algortmasının LTE ve DFE fltresn günellemede kullanılan adım büyüklüğü [0] da olduğu gb 0.045, klask RLS-LTE ve RLS-DFE algortmasının unutma faktörü alınarak blgsayar benzetmler yapılmıştır. Öğrenme dzs olarak SC da BPSK modülasyonu çn toplam 384 (=6x64) sembol uzunluğunda CAZAC (Constant Ampltude Zero Autoorrelaton Code) dzler kullanılmıştır. MC da se 52 (=2x256) sembol uzunluğunda uzun başlangıç ek kullanılmıştır. Rean sönümlemede kullanılan LOS bleşen ρ = 0.8 olarak alınmıştır. Şekl 2 de SC çn LMS-LTE ve LMS-DFE le RLS-LTE ve RLS-DFE ve MC çn le BPSK modülasyonlu sstemlerde kanal denkleştrmeye lşkn -SNR başarım eğrler elde edlmştr. {0.227, 0.460, 0.688, 0.460, 0.227} Proaks kanal profl le benzetm yapıldı. MC- SC-LTE SC-DFE Şekl 2: BPSK modülasyonunu kullanan SC ve MC WMAX radyo sstemnde, 2 ve 0 çn kanal denkleştrmeye lşkn -SNR başarımları. SC WMAX LMS-LTE SC WMAX RLS-LTE SC WMAX LMS-DFE SC WMAX RLS-DFE MC WMAX Şekl 2 dek -SNR başarımları nelendğnde, SC WMAX radyonun MC WMAX radyoyu geçtğ görülmektedr. SC çn Nakagam sönümleme parametres olduğunda ble olan MC sstem geçmektedr. m değer büyüdükçe her k sstemnde başarımlarının arttığı gözlenmektedr. olduğunda başarımını elde etmek çn SC sstem yaklaşık olarak 8 db SNR değerne htyaç duyarken MC sstem 9 db lk SNR değerne htyaç duymaktadır. m nn dğer değerler çn de yaklaşık olarak aynı SNR farkının olduğu gözlenmektedr. Şekl 2 den SC de DFE nn LTE den braz daha y başarıma sahp olduğu görülmektedr. Şekl 3 te MC-WMAX radyoda TDE ve le BPSK modülasyonlu sstemlerde kanal denkleştrmeye lşkn - SNR başarım eğrler elde edlmştr. {0.227, 0.460, 0.688, 0.460, 0.227} Proaks kanal profl le benzetm yapıldı. MC- SC-LMS-TDE SC-RLS-TDE Şekl 3: BPSK modülasyonunu kullanan MC WMAX radyo sstemnde, 2 ve 0 çn kanal denkleştrmeye lşkn -SNR başarımları. MC WMAX LMS-TDE MC WMAX RLS-TDE MC WMAX 78

4 Elektrk-Elektronk ve Blgsayar Sempozyumu 20 Şekl 3 tek -SNR başarımları nelendğnde, TDE nn y geçtğ görülmektedr. TDE çn Nakagam sönümleme parametres olduğunda ble olan y geçmektedr. m değer büyüdükçe her k sstemnde başarımlarının arttığı gözlenmektedr. olduğunda başarımını elde etmek çn TDE yaklaşık olarak 4 db SNR değerne htyaç duyarken 8 db lk SNR değerne htyaç duymaktadır. m nn dğer değerler çnde yaklaşık olarak aynı SNR farkının olduğu gözlenmektedr Zamanla Değşen Kanal Benzetm Sonuçları Benzetm çalışmalarında, SC ve MC WMAX radyonun zamanla değşen kanallardak başarımlarını karşılaştırmak çn -SNR ve -Gezgn Araç Hızı başarım krterler kullanıldı. 5 dallı Nakagam-m sönümlemel kanal model üzernde sstemlern kanal değşklklern zleme yeteneğn test etmek çn benzetmler yapıldı. Gezgn araç hızı 00 km/h ten 500 km/h e kadar değştrld. Taşıyıı frekansı 3.5 GHz ve sembol peryodu 50 ns olarak alındı. SC WMAX radyoda hem öğrenme hem de zleme evresnde kanalı denkleştrmek çn 9 dallı ler beslemel süzgeç le 4 dallı ger beslemel süzgeçten oluşan 3 dallı DFE kullanıldı. MC WMAX radyoda se kullanıldı. Benzetmler 000 kanal üzernden BPSK modülasyonlu sstemlerde Nakagam sönümleme parametres m nn, 2 ve 0 değerler çn elde edld. SC WMAX radyoda Doppler frekansını zlemek çn RLS öğrenme LMS zleme ve RLS öğrenme RLS zleme olmak üzere 2 farklı yöntem kullanılarak benzetm çalışmaları yapıldı. Blgsayar benzetmlernde, elde edlen başarımları karşılaştırmak çn SC sstemde klask LMS-DFE le klask RLS-DFE denkleştr algortmaları ve MC sstemde se kullanılmaktadır. Yapılan çalışmalarda, klask LMS algortmasının DFE fltresn günellemede kullanılan adım büyüklüğü öğrenme evresnde 0.06 ve zleme evresnde 0.005, klask RLS-DFE algortmasının unutma faktörü hem öğrenme hem de zleme evresnde alınarak blgsayar benzetmler yapılmıştır. Öğrenme dzs olarak SC da BPSK modülasyonu çn toplam 768 (=2x64) sembol uzunluğunda CAZAC dzler kullanılmıştır. MC da se 52 (=2x256) sembol uzunluğunda uzun başlangıç ek kullanılmıştır. - SNR ve -Gezgn Araç Hızı başarımları öğrenme dzsnden sonra zleme evresnde BPSK modülasyonu çn 4080 sembol uzunluğundak datalar çn elde edlmştr. Rean sönümlemede kullanılan LOS bleşen ρ BPSK modülasyonu çn 0.23 olarak alınmıştır. Şekl 4 te SC-DFE ve MC- çn BPSK modülasyonlu sstemlerde Nakagam sönümleme parametres m nn, 2 ve 0 olması durumunda Doppler frekansını zlemeye lşkn ortalama 0 db lk SNR değernde RLS öğrenme LMS zleme ve RLS öğrenme RLS zleme çn gezgn araç hızına karşı elde edlen başarımları verlmektedr. Şekl 4 ten görüldüğü gb, (Raylegh) olduğunda BPSK modülasyonu çn 0 db lk SNR değernde SC sstemde LMS ve RLS-DFE algortmaları le elde edlen başarımları bütün hızlarda MC- başarımlarını geçmektedr. LMS ve RLS-DFE zleme başarımlarının brbrne çok yakın olduğu hatta LMS-DFE zleme başarımının br mktar daha y olduğu gözlenmektedr. m değer arttıkça algortmaların başarımları artmaktadır. olduğunda SC- DFE le bütün hızlarda Doppler frekansı zleneblmekte ve güvenlr haberleşme sağlanablmektedr. m değer 0 olduğunda se SC-DFE le bütün hızlarda başarımı sıfırlanmaktadır, yan hatasız Doppler frekansı zlemes yapılablmektedr. Buna karşılık MC- le 400 km/h e kadar hatasız Doppler zlemes yapılablmektedr. 5E- 2E- 5E-2 2E-2 5E Gezgn Araç Hızı (km/h) Şekl 4: 0 db SNR değernde BPSK modülasyonunu kullanan SC ve MC WMAX radyo sstemnde gezgn araç hızına karşı elde edlen başarımları. BPSK modülasyonunu kullanan SC ve MC WMAX radyoda gezgn araç hızı 200 km/h (Doppler frekansı Hz) ken elde edlen -SNR başarımları Şekl 5 te verlmektedr. Şekl 5 te görüldüğü gb, Nakagam sönümleme parametres (Raylegh) olduğunda MC- le bütün SNR değerlernde elde edlen başarımları kayda değer değldr ve Doppler zlemes ve güvenlr haberleşme yapılamamaktadır. Buna karşılık SC LMS ve RLS-DFE algortmaları le bütün SNR değerlernde Doppler frekansı zleneblmekte ve güvenlr haberleşme sağlanablmektedr. LMS ve RLS algortmaları le elde edlen zleme başarımları brbrne oldukça yakın çıkmaktadır. Özellkle BPSK modülasyonunda LMS-DFE zleme başarımının RLS- DFE den br mktar daha y olduğu gözlenmektedr. m değer arttıkça hem SC hem de MC da algortmaların başarımlarının arttığı görülmektedr. E Şekl 5: Gezgn araç hızı 200 km/h ken BPSK modülasyonunu kullanan SC ve MC WMAX radyo sstemnde elde edlen başarımları. MC-WMAX MC-WMAX 79

5 Fırat Ünverstes-Elazığ Elde edlen benzetm çalışmalarından da görüldüğü gb, RLS öğrenme LMS zleme le elde edlen başarımların RLS öğrenme RLS zleme başarımları le yaklaşık olarak benzer olduğu gözlenmektedr. Özellkle BPSK modülasyonunun kullanıldığı çalışmalarda LMS-DFE zleme başarımının RLS- DFE le zlemeden yaklaşık olarak 2 db daha y olduğu görülmektedr. Bu sonuçların ışığında, RLS-DFE zlemede denkleştr katsayılarını günellemek çn RLS algortmasının hesaplama karmaşıklığı [5, Tablo.3] 2.5N N çarpma şlemnden LMS-DFE zleme le 2N+ çarpma şlemne azaltılmaktadır. RLS algortmasının hesaplama karmaşıklığından çok daha düşük hesaplama karmaşıklığıyla LMS algortmasının bu başarımı yakalaması bu çalışmanın en öneml sonuçlarından brsdr. BPSK modülasyonunu kullanan SC ve MC WMAX radyoda gezgn araç hızı 400 km/h (Doppler frekansı Hz) ken elde edlen -SNR başarımları Şekl 6 da verlmektedr. E Şekl 6: Gezgn araç hızı 400 km/h ken BPSK modülasyonunu kullanan SC ve MC WMAX radyo sstemnde elde edlen başarımları. Şekl 6 dan da görüldüğü gb, Nakagam sönümleme parametres (Raylegh) olduğunda MC- le bütün SNR değerlernde elde edlen başarımları kayda değer değldr ve Doppler zlemes ve güvenlr haberleşme yapılamamaktadır. Buna karşılık SC LMS ve RLS-DFE algortmaları le bütün SNR değerlernde Doppler frekansı zleneblmekte ve güvenlr haberleşme sağlanablmektedr. LMS ve RLS algortmaları le elde edlen zleme başarımları brbrne oldukça yakın çıkmaktadır. Gezgn araç hızı 400 km/h e çıkına LMS-DFE zleme başarımının RLS-DFE den br mktar daha kötü olduğu gözlenmektedr. m değer arttıkça hem SC hem de MC da algortmaların başarımlarının arttığı görülmektedr. Anak Doppler frekansı arttıkça hem SC hem de MC da algortmaların zleme başarımlarının br mktar azaldığı gözlenmektedr. 5. SONUÇ Bu çalışmada durağan ve zamanla değşen Nakagam-m sönümlemel kanallarda SC ve MC WMAX radyonun başarımları nelenmektedr. Elde edlen blgsayar benzetm sonuçlarından SC n MC den çok daha y başarıma sahp olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıa, MC WMAX radyoda da zaman bölges kanal denkleştrlern frekans bölges MC-WMAX denkleştrlerden daha y başarım sağladığı görülmektedr. Blgsayar benzetm sonuçlarından da anlaşıldığı gb MC sstemlern uzun sembol süresnden dolayı gezgn letşm sstemlerne uygulanablrlğ sınırlıdır ve daha yüksek SNR ye htyaç duymaktadır. Ayrıa MC (OFDM) sstemlerde daha yüksek doğrusallıkta yükselteçler kullanmak zorunlu hale gelmektedr. Bu nedenlerle SC sstemler, daha y performansı ve özellkler nedenyle kablosuz haberleşme endüstrsne yenden tanıtılmalıdır. 6. KAYNAKLAR [] W. G., Jeon, K. H. Chang, and Y. S. Cho, An Equalzaton Tehnque for Orthogonal Frequeny-Dvson Multplexng Systems n Tme-Varant Multpath Channels, IEEE Transatons on Communatons, Vol. 47, No., pages: 27-32, 999. [2] J. Ahn, and H. S. Lee, Frequeny Doman Equalzaton of OFDM Sgnals Over Frequeny Nonseletve Raylegh Fadng Channels, Eletrons Letters, Vol. 29, No. 6, pages: , 993. [3] J. Zhang, and W. Ser, New Crteron for Tme-Doman Equalzer Desgn n OFDM Systems, ICASSP'02, IEEE Int. Conf. on Aousts, Speeh, and Sgnal Proessng Proeedngs, USA, pages: , [4] B. Soysal, ve I. Kaya, Frekans ve zaman bölges kanal denkleştrl OFDM sstemlernn kodlamasız ve katlamalı kodlanmış başarımlarının karşılaştırılması, Fırat Ünv. Fen ve Müh. Bl. Der., Vol. 8, No. 2, pages: , [5] L. Tang, and Z. Hongbo, Analyss and Smulaton of nakagam fadng hannel wth Matlab, Asa-Paf onferene on envronmental eletromagnet CEEM 2003, Chna, pp [6] M. Nakagam, The m-dstrbuton, a general formula of ntensty dstrbuton of rapd fadng, n Statstal Methods n Rado Wave Propagaton, W. G. Hoffman, Ed, Oxford, England: Pergamum, 960. [7] Z. Du, J. Cheng and N.C. Beauleu, Aurate Error-Rate Performane Analyss of OFDM on Frequeny-Seletve Nakagam-m Fadng Channels, IEEE Transatons on ommunatons, Vol. 54, No. 2, Feb [8] Z. Kang, K. Yao, and F. Lorenzell, Nakagam-m fadng modelng n the frequeny doman for OFDM system analyss, IEEE Commun. Lett., vol. 7, no. 0, pp , Ot [9] C.-D. Iskander and P.T. Mathopoulos, Analytal Level Crossng Rates and Average Fade Duraton for Dversty Tehnques n Nakagam Fadng Channel, IEEE Transatons on Communatons vol.50, No.8, Aug [0] J. G. Proaks, Dgtal Communatons, Fourth Edton, MGraw-Hll Co., Sngapore, 200. [] B. Soysal, Hgh Performane Reever Desgn for OFDM based Wreless Communatons, PhD Thess, Karadenz Tehnal Unversty, Trabzon, Otober [2] J. Tubbax, L. Van der Pere, M. Engels, H. De Man, and M. Moonen, OFDM versus Sngle Carrer: A Realst Mult- Antenna Comparson, EURASIP Journal on Appled Sgnal Proessng 2004:9, _ [3] Ar Interfae for Fxed Broadband Wreless Aess Systems, IEEE Standard , [4] Ar Interfae for Fxed and Moble Broadband Wreless Aess Systems, IEEE Standard 802.6e/D0, [5] M. A. Demr, SC ve MC WMAX radyonun durağan ve zamanla değşen Nakagam-m sönümlemel kanallardak başarım analz, Lsans Tez, Karadenz Teknk Ünverstes DSP Lab., Mühendslk Fakültes, Elektrk Elektronk Mühendslğ Bölümü, Aralık