Dalgacıklı çoklu erişim sistemlerinin genetik algoritma ile optimizasyonu

Abstract

Tezin ilk çalışmasında analizi daha önce yapılan ve dalgacık optimizasyonu işlemine tabi tutulan yaklaşık eşzamanlı durumdaki bir Ölçek-Zaman (ÖZ) Kod Bölmeli Çoklu Erişim Sistemi (KBÇE), beyaz Gauss gürültüsü eklenen kanalda incelenmiştir. Bir ÖZ-KBÇE sistemi, kanalı ölçeklere ve ölçekleri de belirli sayıda zaman aralıklarına bölerek çoklu erişimi sağlar. Her bir zaman aralığında geleneksel bir KBÇE sistemi barındırılır. Bu çalışmada, ilgili sistemin 2-ölçekli sürümüne genetik algoritma tabanlı bir dalgacık optimizasyonu uygulanarak Çoklu Erişim Karışımını (ÇEK) minimum yapan optimum dalgacık arayışı tekrar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen 4. dereceden optimum dalgacık, 4. dereceden Daubechies dalgacığından daha iyi bir bit hata olasılığı performansı ve geleneksel KBÇE sisteminden daha kötü bir bit hata olasılığı performansı vermiştir. Dalgacık ile bu sistemin bit hata olasılığı performansı arasında bir ikilemin varlığı gözlemlenmiştir. ikinci çalışmada ise analizi daha önceden yapılmış dalgacık tabanlı ortogonal frekans bölmeli çoklama (OFBÇ) sistemi, gürültüsüz ve 2 yollu sönümlemeli kanalda incelenmiştir. Dalgacık tabanlı OFBÇ sistemi, geleneksel OFBÇ sisteminden farklı olarak; Fouier yapısı yerine süzgeç banka yapışım kullanarak kanalın frekans alt- kanallarına bölünmesini gerçekleştirir. Bu sisteminin ortalama Semboller Arası Karışım (SAK) ve Taşıyıcılar Arası Karışım (TAK) güçleri çeşitli sayıdaki taşıyıcılar için genetik algoritma tabanlı dalgacık optimizasyonu uygulanarak düşürülmüştür. Farklı dereceler için elde edilen optimum dalgacıklar, aynı derecedeki Daubechies dalgacıklarından daha iyi bir SAK ve TAK performansı sağlamıştır. Fakat elde edilen optimum dalgacıkların ortogonallik özellikleri bir miktar zayıflamaktadır. Bu çalışmada performans, sistem ile dalgacık arasında bir ikilemin olduğu gözlemlenmiştir.In the first work of this thesis, we revise the analysis of scale-time code division multiple access (ST-CDMA) system over a Quasi-Synchronous (QS) additive white Gaussian noise channel. ST-CDMA system divides the channel into scales and the scales into time intervals. Each time interval contains a conventional CDMA system. By using a genetic algorithm combined with a simplex algorithm we seek for an optimum wavelet minimizing multiple access interference (MAI) of a 2 scale system. With an optimum wavelet of degree 4, we get better bit error rates than those of Daubechies-4 wavelet, but worse than those of conventional CDMA. The existance of a tradeoff between wavelet and bit error rate performance of the system is observed. In the second work, a wavelet-based orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system over a 2 path fading channel is studied. The wavelet- based OFDM uses a filter bank structure to divide the channel into sub-frequency channels, although conventional OFDM is based on the Fouier structure. Inter-carrier interference (ICI) and inter-symbol interference (ISI) powers of this system are reduced at the expense of losing perfect quadrature mirror filter (QMF) generalty by optimizing wavelets by a genetic algorithm. Optimum wavelets-based OFDM for different number of carriers experience less interference compared to Daubechies wavelets-based OFDM. Also we show that the ISI and ICI have a relationship between the wavelet and QMF generality and advice to use a 3 dimensional pareto optimization to clear this relationship.