Zaman-frekans dağılımları ve kesirli Fourier dönüşümü ile yeni haberleşme ve uyarlanır sistem tasarımları

Abstract

Bu tez çalışmasının ilk kısmında yapılan çalışma ile zaman-frekans analiz yöntemleri geliştirilmiş, ikinci kısmında ise yeni haberleşme sistemleri ile kesirli Fourier bölgesinde gerçeklenen uyarlanır filtreleme modelleri tasarlanmış ve literatüre özgün katkılarda bulunulmuştur.İşaretlerin zaman-frekans gösterim yöntemlerinden kısa-süreli Fourier dönüşümü, Wigner dağılımı, belirsizlik fonksiyonu, kesirli Fourier dönüşümü tanıtan ve zaman-bant genişliği çarpımına dair ön bilgilere yer veren Bölüm 2'nin ardından, özgün tez çalışmalarını içeren birinci kısımda, zaman-frekans gösterim yöntemlerinden biri olan ayrık evrimsel dönüşüm (AED) tekniği ile genelleştirilmiş zaman-bant genişliği çarpımı-yönünden optimum kısa süreli Fourier dönüşümü (GTBP-optimum-KSFD) arasındaki ilişki incelenmiş ve AED'nin analiz penceresinin işarete göre uyarlanır bir şekilde seçilmesi sağlanarak gösterim iyileştirilmiştir.Tezin ikinci kısmı zaman-frekans algoritmalarının kullanımı ile sistem modeli geliştirimi üzerinedir. Bu kapsamda iki özgün haberleşme sistem modeli önerilmiş ve kesirli Fourier bölgesinde uyarlanır filtreleme bir aktif gürültü problemi uygulaması üstünde literatürde ilk kez ele alınmıştır.Haberleşme sistemlerinde izgenin verimli kullanımı oldukça önemlidir. Tez kapsamında geliştirilen haberleşme sistemlerinde, izgesel kullanım veriminin artırılması amacıyla zaman-frekans algoritmaları kullanılmıştır. Önerilen birinci çalışmada, Hermite-Gauss işaretlerinin veri ile ağırlıklandırılmış bir birleşimi ile toroidal bir dalga formu üretilmiş ve bu dalga formu kullanılarak izgesel verimliliği yüksek bir haberleşme sistemi elde edilmiştir. Zaman bant genişliği çarpımı, izgesel verimlilikte bir ölçüt olarak kullanılmıştır.Telsiz kanallarda haberleşme çok yollu sönümleme, gölgeleme, Doppler frekans kayması gibi birçok bozucu etki altında gerçekleşmektedir. Bu bozucu etkiler nedeniyle alıcı, kanaldan gelen veriyi doğru bir şekilde çözememekte ve dolayısıyla telsiz haberleşme sisteminin kalitesi düşmektedir. Bu durum kanal kestirimini oldukça önemli hale getirmektedir. Kanal kestirimi çoğunlukla veri gönderiminden önce pilot işaret gönderilerek yapılmaktadır, ancak pilot işaret kullanımı sistemin izgesel verimliliğini düşürmektedir. Bu tez kapsamında izgesel verimliliği düşürmeden kanal kestirimi yapabilen bir haberleşme sistemi önerilmiştir. Çörp işaretlerin taşıyıcı olarak kullanıldığı çok taşıyıcılı haberleşme sistemi veriyi zaman-frekans bölgesinde dikdörtgen alanlar yerine dairesel bir alanda iletmektedir. Sistemde demodülasyon işlemi kesirli Fourier dönüşümü kullanılarak gerçeklenmiştir. Kesirli Fourier dönüşümünün iki önemli özelliği kullanılarak, çörp-tipi taşıyıcılar hem veri taşımakta hem de pilot işlevi görmektedir. Bu sayede izgesel verimliliği yüksek bir haberleşme sistemi elde edilmiştir.Son bölümde, çoğunlukla zaman ya da Fourier bölgelerinde gerçeklenen uyarlamalı filtreler için yeni bir dönüşüm bölgesi olarak kesirli Fourier bölgesi önerilmektedir. Önerilen sistemin başarımı, aktif gürültü problemi ele alınarak incelenmiş ve ortamdaki mekanik sistemlerin gürültüsünün akustik bastırımı benzetimlerle gösterilmiştir.