Coordinated multi-point systems for future wireless communication networks
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Medipol Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MUHAMMAD SOHAIB JAMAL SOLAIJA
Danışman: Hüseyin Arslan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Beşinci nesil (5G), ultra güvenilir, düşük gecikme ve masif makine tipi iletişim gibi hizmetlerin tanıtılmasıyla insanlardan ziyade nesnelerin bağlanabilirliğine vurgu yaparak kablosuz iletişim ağlarında bir paradigma değişiminin sinyalini verdi. Bu, enerji/spektral verimlilik, bağlantı, gecikme, güvenilirlik ve güvenlik vb. gibi yeni veya daha yüksek gereksinimlere ihtiyaç gerektirmektedir. Koordineli çoklu noktayı (Coordinated MultiPoint - CoMP), bunlardan bazılarını, özellikle de bağlantı gereksinimini gerçekleştirmenin potansiyel sağlayıcısı olarak görülmektedir. İlk olarak, geleneksel yerden-yere kanala kıyasla havadan-yere kanalın sinyal yayılım özelliklerindeki farktan yararlanarak güvenilirliği artırmak için hibrit hava-yer ağının kullanılması önerilmektedir. Özellikle, daha yüksek görüş hattı olasılığı, daha az gölgelenmesine ve daha yüksek alınan sinyal gücünün alınmasına yol açar. Hava ve karasal kanallarının uygun şekilde birleştirilmesi, gelişmiş sinyal kalitesi ve güvenilirliğini sağlar. Daha sonra, fiziksel katman güvenliği (Physical Layer Security - PLS) sağlamak için CoMP tarafından sunulan mekansal olarak dağıtılmış iletim noktalarından (Transmission Points - TPs) yararlanılır. Spesifik olarak, farklı TP'lerden bölünmüş ve iletilen kullanıcı verileri üzerinde bağlantıya özgü kanal kısaltma filtreleri kullanılır. Bu bölümleme, kulak misafiri olan kişinin, bağlantılardan biri üzerinden daha iyi yayılım deneyimlese bile bilgileri doğru şekilde yorumlayamamasını sağlamak için yapılır. Ayrıca, CoMP'un sınırlı spektrum, ana taşıyıcı bant genişliği ve enerji gibi ağ kısıtlamalarını göz önünde bulundurarak farklı kullanıcı ve uygulama gereksinimlerini destekleyebilen proaktif ve verimli bir kaynak yönetimi çerçevesi için CoMP'un genelleştirilmesi önerilmektedir. CoMP şemalarının (koordineli programlama, koordineli hüzme oluşturma, ortak iletim veya dinamik nokta seçimi) ve kümeleme yaklaşımlarının (dinamik veya statik) çeşitli kombinasyonlarının farklı koşullar altında kullanılabileceği gösterilmiştir. PLS ile devam ederek, işbirlikçi iletişimlerde kimlik doğrulama ve güvenlik mekanizmalarının eksikliği vurgulanmaktadır. Sonrasında, işbirlikçi iletişimde güvenilmeyen rölelere karşı koruma sağlamaya yönelik bir yöntem de sunulmaktadır. Burada, orthogonal frekans bölmeli çoğullama sistemlerinde hızlı Fourier dönüşümünün varlığından yararlanılır. Spesifik olarak, hedef düğüm, döngüsel önek süresi boyunca, röledeki tüm alt taşıyıcılara yayılan ve müdahale kabiliyetini azaltan bir (bilinen) karıştırma sinyali iletir. Ayrıca, kablosuz kanalın gecikmeli Doppler gösteriminden yararlanıldığı, araç her şeye iletişimde frekans bölmeli dupleksleme için bir anahtar oluşturma mekanizması sunulmaktadır. Son olarak tez, yalnızca mevcut yaklaşımları kapsamakla kalmayan, aynı zamanda yeni nesil PLS yöntemlerinin geliştirilmesini de sağlayan birleşik bir PLS çerçevesi sunmaktadır.