FSK/PSK modülasyonu için uzay-zaman kodları

Abstract

Çalışmanın temel amacı, uzay-zaman kafes kodlarının FSK/PSK modülasyonu kullanarak tasarlanmasıdır. Uzay-zaman kodlaması tekniği yüksek hata başarımına ve yüksek hıza sahip kodlar tasarlanmasına olanak sağlayan bir tekniktir. FSK/PSK modülasyonu frekans ve faz modülasyonlarını bir arada gerçekleyen modülasyon türü olup, iç uzaklıklar açısından klasik faz modülasyonuna göre üstünlük sağlamaktadır. Farklı taşıyıcı frekanslı işaret kümelerinden biri belirli bir faz açısı ile döndürülerek bu üstünlük daha da artırılabilmektedir. Bu çalışmada literatürde ilk kez 2FSK/4PSK modülasyonu için uzay-zaman kodları elde edilmiştir. Bu kodların hata başarımları, durağan sönümlemeli Rayleigh kanalda alıcının optimum olduğu ve olmadığı durumlar için ayrı ayrı incelenmiştir. 8-PSK modülasyonu için literatürde verilen en iyi hata başarımına sahip kodlar, yeni kodlar ile karşılaştırılmış ve yeni kodların daha iyi hata başarımı verdikleri gösterilmiştir. Bölüm 2'de bugüne kadar uzay-zaman kodlaması üzerine yapılan çalışmalar ve elde edilen sonuçlar hakkında genel bilgiler verilmiştir. Bölüm 3'te FSK/PSK türü modülasyonlar tanıtılmıştır. Özellikle, tez çalışmasında tasarlanan kodlar için kullanılması tercih edilen 2FSK/4PSK modülasyonu ayrıntılı biçimde ele alınmış ve bu modülasyon türünün faz dönmeli ve faz dönmesiz durumları tanıtılmış ve ayrıca diğer FSK/PSK modülasyonları ele alınmıştır. Bölüm 4'te 2FSK/4PSK modülasyonu için bu tezde önerilen uzay-zaman kodlan tanıtılmıştır. Bölüm 5'te önerilen kodların hata başarımları sönümleme katsayısının reel, alıcının optimum olduğu durum ile sönümleme katsayısının karmaşık, alıcının optimum olmadığı durumlar için incelenmiştir. Bölüm 6 'da ise bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlar yorumlanmış ve ileride bu konuda yapılması düşünülenler tartışılmıştır.The major objective of this thesis is to design the space-time trellis codes by using FSK/PSK modulation. Space-time coding has been introduced to improve the error performance as well as the information rate of wireless systems using multiple antennas. FSK/PSK is a modulation method defined over a set of signals varying in both frequency and phase. If one of the set of signals, with different carrier frequency is twisted with a phase angle, better error performance can be achieved. In this study space-time codes for 2FSK/4PSK modulation are obtained. The proposed space-time 2FSK/4PSK codes are simulated on quasi-static Rayleigh fading channels for optimum and nonoptimum receivers. It is shown that the new codes provide better error performance than the conventional space-time 8PSK codes given in the literature. In Chapter 2, a review on the space-time coding technique and the error performance analysis of the space-time trellis codes are given. In Chapter 3, FSK/PSK modulation is described. Specially, 2FSK/4PSK modulation is presented in details for the twisted and untwisted cases. In Chapter 4, the new space-time codes with 2FSK/4PSK modulation are given. The simulation results for the optimum receiver - real fading coefficient case and the nonoptimum receiver - complex fading coefficient case are given in Chapter 5 for quasi-static Rayleigh fading channel. Finally, in Chapter 6 the results obtained from this thesis are discussed.