MIMO haberleşme kanallarında enerji tabanlı spektrum algılama yöntemlerinin incelenmesi

Kablosuz haberleşme geçmişten günümüze birçok bilim insanının yaptığı çalışmalarla sürekli olarak gelişim gösteren anahtar bir teknolojidir. Kablosuz haberleşmenin ilerlemesini sağlayan en önemli gelişmelerden biri Bilişsel Radyo (BR) teknolojisinin keşfidir. BR teknolojisi ile, artan kullanıcı sayısının sınırlı miktarda olan radyo frekans spektrumunu kullanmaya çalışması sorununa çözüm bulunmuştur. BR, lisanslı kullanıcılar spektrumu boş bıraktıklarında lisanssız kullanıcıların bu boşluklardan eşit ve fırsatçı bir biçimde faydalanmasını sağlamakta ve bunu gerçekleştirirken farklı spektrum algılama yöntemlerini kullanmaktadır. BR teknolojisi öğrenme, algılama gibi birtakım bilişsel özelliklere sahiptir. Bu özelliklerden en önemlisi spektrum algılamadır. Literatürde spektrum algılama için; Kovaryans Tabanlı Algılama, Çevrimsel Durağan Özellik Algılama, Uyumlu Süzgeç, Özdeğer Tabanlı Spektrum Algılama, Enerji Algılama (EA) gibi farklı spektrum algılama yöntemleri önerilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında algılama performansını artırmak için kullanılan Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (Multiple Input Multiple Output, MIMO) haberleşme teknolojisi incelenerek yeni bir MIMO tabanlı EA yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntem incelenirken geleneksel EA ve iyileştirilmiş EA yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak önerilen yöntemin algılama olasılığının daha yüksek olduğu ve dolayısıyla spektrum verimliliği ve performansı bakımından daha üstün bir yöntem olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmanın MATLAB ortamında bilgisayar benzetimleri yapılarak elde edilen sonuçların teorik sonuçlarla örtüştüğü belirlenmiştir.

Wireless communication is a key technology that is constantly improving with the work of many scientists from past to present. One of the most important developments that enabled the advancement of wireless communication is the discovery of Cognitive Radio (CR) technology. With CR technology, a solution has been found to the problem of increasing number of users trying to use the limited amount of radio frequency spectrum. When licensed users leave the spectrum empty, CR ensures that unlicensed users benefit from these gaps equally and opportunistically, and while doing this, it uses different spectrum detection methods. CR technology has some cognitive features such as learning and sensing. The most important of these features is spectrum sensing. For spectrum sensing in literature; different spectrum detection methods such as Covariance Based, Cyclo Stationary Feature, Matched Filter, Eigenvalue Based, Energy Based are suggested. Within the scope of this thesis, a new MIMO-based Energy Detection method has been proposed by examining the Multiple Input Multiple Output (MIMO) communication technology used to increase the detection performance. While examining the proposed method, it was compared with traditional ED and improved ED methods. As a result, it has been observed that the detection probability of the proposed method is higher and therefore a superior method in terms of spectrum efficiency and performance. It was determined that the results obtained by using computer simulations in the MATLAB of this study overlap with the theoretical results.