KPÇE çip dalga şekli için optimum dalgacık tasarımı

Abstract

Doğrudan Dizili Kod Bölmeli Çoklu Erişim (DD-KBÇE), yayılmış spektrum haberleşme tekniğini kullanan bir kablosuz haberleşme teknolojisidir. DD-KBÇE sisteminde tüm kullanıcılar aynı frekansı kullandığı için kullanıcı işaretleri arasındaki girişim, sistem kapasitesini (birim bant genişliği başına düşen kullanıcı sayısı) belirlemede önemli bir faktördür. Bu girişim Çoklu Erişim Karışımı (ÇEK) olarak adlandırılır ve kapasiteyi düşürücü yönde etkiler. Bu yüzden girişimin en aza indirilmesi DD-KBÇE sistemi için önemli bir problemdir. DD-KBÇE tabanlı kablosuz haberleşme sistemlerde kapasiteyi artırmak için literatürde tanımlanan tekniklerden biri optimum çip dalga şeklinin tasarımıdır. Bu çalışmada dalgacıklardan faydalanılarak, ÇEK'İ azaltan optimum çip dalga şekilleri araştırılmıştır. Bu amaç için, dalgacıklar ve filtre katsayıları arasındaki ilişki kullanılmıştır. Bu ilişki ile beraber, koşullu ve koşulsuz optimizasyon yöntemlerinden bir algoritma oluşturulmuştur. Bu algoritmada Lagrange yöntemi, Newton Raphson optimizasyon yöntemlerinden faydalanılmıştır. ÇEK azaltılırken bant genişliği arttığı için, bant genişliği koşulu algoritmada kontrol amaçlı kullanılmıştır. Minimum sonucu bulmak için program bir çok rasgele noktadan koşturulmuştur. Optimizasyon sonucunda sistem kapasitesi, klasik dalga şekli yükseltilmiş kosinüs kullanan sisteme göre %13 arttırılmıştır.

Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA) is a wireless communication technology that uses the principle of spread spectrum communication. Since all users in the DS-CDMA system use a same carrier frequency, interference is an important factor to determine the system capacity (the number of users per Hertz). This interference is called Multiple Access Interference (MAI) and degrades the system capacity. Therefore, the reduction of the MAI is important problem for DS-CDMA systems. One of techniques described in the literature to increase the capacity in DS- CDMA based systems is the design of optimum chip waveforms. In this work, we search optimum chip waveforms based on wavelets to decrease the MAI. For this aim, we use the relationship between wavelets and filter coefficients. Based on this relationship, an algorithm is generated using constrained end unconstrained optimization methods. In this algorithm, Lagrange Method and Newton-Raphson Methods are used. Since MAI is reduced at the expense of increasing bandwidth, we use the bandwidth constraint for controlling purpose in the optimization algorithm. In order to find minimum solution, the optimization is run from many random starting points. As a result of optimization, 13% more capacity than that of a conventional system that uses raised cosine as chip waveform is achieved.