Eşlemeli Toplamsal Modülasyonlu İşbirlikli İletişim

Abstract

Bu tezde, röle seçmeli işbirlikli iletişim için geliştirilmiş fırsatçı iletişim olarak adlandırılan yeni bir iletişim yöntemi önerilmekte, literatürde verilen temel fırsatçı iletişim yöntemi ile karşılaştırılmaktadır. Geliştirilmiş fırsatçı iletişim yönteminde, kaynak, hedefle arasındaki kanalın niteliğine göre işbirliği yapıp yapmayacağına karar vermektedir. Kaynak-hedef arası kanal, en iyi röle ile işbirliği durumunda kullanılacak kanallardan daha iyi ise işbirliğine gerek duyulmamakta, iletişim tek zaman diliminde tamamlanmakta, böylece iletim hızı da artmaktadır. Kaynak-hedef arasında en iyi röle üzerinden oluşan kanal, kaynak hedef arasındaki doğrudan kanaldan daha iyi ise işbirliği yapılmakta ancak iletim yalnızca röle üzerinden gerçekleştirilmektedir. Kaynak ve hedef arasında temel işbirlikli iletimde olduğu gibi doğrudan bir kanal kullanılmamaktadır. Geliştirilmiş fırsatçı iletişim için servis dışı kalma olasılıkları elde edilerek, önerilen yöntemin temel fırsatçı iletişime göre daha iyi başarım sağladığı ortaya konmaktadır. Bu tezde ikinci olarak, eşlemeli toplamsal modülasyonlu işbirlikli iletişim yöntemi olarak adlandırılan yeni bir iletişim yöntemi önerilmekte ve literatürde verilen çok kullanıcılı sistemlerde seçimli işbirliği yöntemi ile karşılaştırılmaktadır. Eşlemeli toplamsal modülasyonlu işbirlikli iletişim yönteminde, birden fazla kullanıcı olduğu kabul edilmiştir. Kullanıcılar gruplar içerisinde, toplamsal modülasyonlu işbirlikli iletişim yöntemi ile iletimlerini gerçekleştirir. Kullanıcıların hangi grupta yer alacağı belirli bir algoritmaya göre belirlenir. Eşlemeli toplamsal modülasyonlu işbirlikli iletişim yönteminin servis dışı kalma olasılıkları elde edilerek, önerilen yöntemin çok kullanıcılı sistemlerde seçimli işbirliği yöntemine göre daha iyi başarım sağladığı gösterilmiştir. Buna ek olarak, eşlemeli toplamsal modülasyonlu işbirlikli iletişim yönteminin, çok kullanıcılı sistemlerde seçimli işbirliği yöntemden iki kat daha yüksek iletim hızına sahip olduğu gösterilmiştir.

In this thesis, a new communication method for relay selection cooperative communication, called advanced opportunistic relaying is suggested, and compared with the basic opportunistic communication method given in the literature. In the advanced opportunistic relaying method, source decides on cooperation in accordance with the properties of the channel between the destination. In case the channel between source and destination is better off compared to the channels to be used in case of the best relay cooperation, no cooperation is required and communication is completed within one time slot, hence communication rate increases. In case the channel via the best relay between source and desstination is better off compared to the direct channel, communication is done only through relay selection. No direct channel as in the basic cooperative communication is utilised between source and destination. Outage probabilities for the advanced opportunistic relaying is obtained and it is shown that the proposed method has better performance than basic opportunistic relaying. In this thesis, as a second proposal, a new communication method called paired superposition modulated cooperative communication is suggested and compared with selective cooperation method in multi-user systems given in the literature. It is accepted that more than one user exist in the paired superposition modulated cooperative communication method. Users communicate each other via superposition modulated cooperative communication method within groups. Assignment of users to groups is determined according to an algorithm. Outage probabilities for the superposition modulated cooperative communication method is obtained and it is shown that the proposed method has better performance than selective cooperation method in multi-user systems. In addition, it is shown that paired superposition modulated cooperative communication method has two fold higher communication rate compared to the multi-user systems selective cooperation method.