Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Büşra YÜKSELÜmit AYGÖLÜ

İstanbul Teknik Üniversitesi

Sorun: Çok yollu sönümleme Çözüm: İşbirlikli Çeşitleme M Röle Olması Durumunda

Temel Fırsatçı İletişim Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Temel Fırsatçı İletişim-Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim Karşılaştırması

Servis Dışı Kalma Olasılıklarının Hesabı Başarım Değerlendirmesi Sonuç

İçerik

Çok yollu sönümleme: Bir işaretin vericiden alıcıya birçok yoldan ulaşması nedeni ile alıcıda elde edilen işaretin genliğinde ve fazında değişimlerin meydana gelmesi

Sorun

İşaret yolu 1

İşaret yolu 2

İşaret yolu 2

İşaret yolu 1

Toplam İşaret

İşbirlikli Çeşitleme:

Çok yollu sönümlemeye iyi bir çözümİşaretin kopyalarını ilişkisiz yollardan alıcıya

gönderilmesiTek antenli yapılarda çeşitleme imkanıSanal bir çok girişli-çok çıkışlı (MIMO) yapı oluşumu

Çözüm

M Röle Olması Durumunda İşbirlikli Çeşitleme

Temel Fırsatçı İletişimGeliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Kullanılabilir röle sayısı birden fazla En iyi anten seçimi önemli En iyi anten ile işbirlikli iletişim

Temel Fırsatçı Röle Seçimi

Kaynak

Hedef

kT anındaki en iyi kanal

Doğrudan yol

i.Röle

Varsayımlar:

Her röle kaynağı ve hedefi dinlerRöleler birbirlerini dinlemek zorunda değildirHer rölenin bir saati var. Başlangıç değeri

Röle saatini kanal sönümleme katsayısına göre

değiştirir

En İyi rölenin Belirlenmesi

iT

Rölenin Kaynak ve Hedefi Dinlemesi: Röleler kaynak-röle ve röle-hedef arası

sönümleme katsayılarını sezmeli => Kaynak tarafından RTS paketi yayını Hedef tarafından CTS paketi yayını

En İyi Rölenin Belirlenmesi

K

R

R

RH

RTS

RTS

RTS

CTS

CTSCTS

Röle Saati Ne İşe Yarar?

Röleler sezdikleri kanal katsayıları ile değeri hesaplar

Her röle saatinin başlangıç değerini değiştirir

Röleler değiştirdikleri değerlerinden geri doğru sayar

Saati en önce biten röle = En İyi Röle

En İyi Rölenin Belirlenmesi

ih

iTii hT /

En iyi röle diğer rölelere, hedefe, kaynağa kendini tanıtmalıBayrak Paketi ile

Bayrak paketini alan röleler saatlerini durdurur

En İyi Rölenin Belirlenmesi

KH

RBayrak p.

Bayrak p.

Bayrak p.Bayrak p.

SONUÇ:

değeri en büyük olan röle = saati en önce sonlanan röle

Saati en önce sonlanan röle = En İyi Röle

En İyi Rölenin Belirlenmesi

değeri en büyük olan röle = En İyi Röle

ih

ih

değerinin hesaplanması

En Büyük Alt Sınır Yöntemi: En büyük alt sınır

En İyi Rölenin Belirlenmesiih

Mihhh iDsii ,....,3,2,1,,min 22

En iyi röle temel fırsatçı iletişim yöntemi ile aynı şekilde belirlenir.

◦

◦

Kaynağa da bir saat eklenmiştir.

◦

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

ii hT /

Mihhh iDsii ,....,3,2,1,21,

21min 22

ss hT /2

SDs hh

En iyi röle seçiminin yanında işbirliği yapılıp yapılmayacağına da karar verilir. ◦ İşbirliği yok

◦ İşbirliği var

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

bs hh

bs hh

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Temel Fırsatçı İletişim

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

Temel Fırsatçı İletişimGeliştirilmiş Fırsatçı İletişim

Servis Dışı Kalma Olasılığı:◦ Kanal sönümleme katsayılarının rastlantısal

olması nedeniyle göz önüne alınan kanalın sığası C, bir rastlantı değişkenidir. Belirli bir anda veri iletim hızı R’ nin kanal sığasının üzerine çıkması, alıcıdaki hata olasılığının 1’e yaklaşması anlamındadır. Bu nedenle C<R olayına servis dışı kalma olayı, bu olayın olasılığına da servis dışı kalma olasılığı, denir.

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

Kanal Modeli

◦ Kanal sönümleme katsayıları, düz (flat fading) zarfı Rayleigh sönümlemeli

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

)()(*)( tntxhty BABB

)/1,0( ABAB CNh

Kanal Modeli

◦ Kanal gücü◦ ’nin Olasılık yoğunluk işlevi ;

◦ Gürültü ;◦ Kanaldaki işaret-gürültü oranı ;◦ Rölede Çöz ve Aktar çeşitleme tekniği kullanılmıştır.

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

2ABh

2ABh

0,)exp()(2 xxxp ABABAB

),0( 0NCNnB 0/ NPSNR tot

Temel Fırsatçı İletişim İçin Servis Dışı Kalma Olasılığı:

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

)()()( 321 RCPRCPRCPPout

)211(log

21 2

21 SNRhC SD

)211(log

21 2

22 SNRhCbSR

)211(log

21 2

23 SNRhC DRb

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

))2/1/(()12( 2 SNRR

)()()(

222 DRSRSDout bbhPhPhPP

M

iiSDoutP

1

))exp(1())2exp(1(

))2/1()2/1(

( iDSii

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim İçin Servis Dışı Kalma Olasılığı:

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

)()},(min{

)()(

32

1

sbsb

bsbsout

hhPhhRCCP

hhPhhRCPP

)1(log 221 SNRhC SD

)211(log

21 2

22 SNRhCbSR

)211(log

21 2

23 SNRhC DR b

Servis Dışı Kalma Olasılığı;

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

SNRR /)12( 22

SNRR /)12(1

)()( 21 bssbout hhPhhPP

Servis Dışı Kalma Olasılıkları

1

0 0,

1

),(

)(

x

hh

sb

dxdyyxp

hhP

sb

2

0 0,

2

),(

)(

y

hh

bs

dxdyyxp

hhP

sb

Kaynak hedef arası kanal röle kanallarından daha iyi ise iletim işbirliksiz olarak gerçekleşir.

Hızlanma Oranı

Hızlanma Oranı

0 0

, ),()0()(y

hhsbsb dxdyyxphhPhhPsb

Başarım Değerlendirmesi

0 5 10 15 20 2510-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

P out

Ptot

/N0 [dB]

Temel Firsatci Iletisim Gelistirilmis Firsatci Iletisim, Kuramsal Gelistirilmis Firsatci Iletisim, Benzetim

2 röle olması durumundaservis dışı kalınması olasılığı

1.6dB’lik iyileşmeHızlanma oranı %71

Başarım Değerlendirmesi

0 5 10 15 20 2510-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

P out

Ptot

/N0 [dB]

Temel Firsatci Iletisim Gelistirilmis Firsatci Iletisim, Kuramsal Gelistirilmis Firsatci Iletisim, Benzetim

3 röle olması durumundaservis dışı kalınması olasılığı

1.1 dB iyileşmeHızlanma oranı %65

Başarım Değerlendirmesi

0 5 10 15 2010-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

P out

Ptot

/N0 [dB]

Temel Firsatci Iletisim Gelistirilmis Firsatci Iletisim, Kuramsal Gelistirilmis Firsatci Iletisim, Benzetim

5 röle olması durumundaservis dışı kalınması olasılığı

0.7dB’lik iyileşmeHızlanma Oranı %59

Geliştirilmiş Fırsatçı İletişim servis dışı kalma olasılığı olarak Temel Fırsatçı İletişim’den daha iyi başarıma sahiptir.◦ Röle sayısı arttıkça başarımdaki iyileşme miktarı

azalır. Geliştirilmiş Fırsatçı İletişimde kaynak-hedef

arası kanal röleli kanaldan daha iyi ise iletim tek fazda gerçekleşir◦ Hızlanma◦ Güç Tasarrufu

Sonuç

Geliştirilmiş Fırsatçı iletişimde röleli kanal, kaynak-hedef arası kanaldan daha iyi ise iletim Temel Fırsatçı iletişimde olduğu gibi iki fazlıdır.◦ Temel Fırsatçı İletişimde, hedef iki fazda da

dinleme durumundadır.◦ Geliştirilmiş Fırsatçı İletişimde, hedefin ikinci fazda

dinleme durumunda olması yeterlidir. Güç Tasarrufu

Sonuç

TEŞEKKÜRLER