GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ

ÇAKIR, Meryem; Akın, Merve; YARKAN, Serhan; YILDIZ, Dilara; ÖZGEN, Haluk

GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ

Merve AKIN, (İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Meryem ÇAKIR, (İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Dilara YILDIZ, (İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Haluk ÖZGEN, (İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Serhan YARKAN (İstanbul Ticaret Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

8 0

Yıl: 2015 Cilt: 30 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 217 - 224 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ

Öz:

Kablosuz haberleşme sistemlerinde alıcı-verici tasarımlarının fiziksel katmanı, sistemin bütününün inşasında oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Ancak her yeni çıkan kablosuz haberleşme teknolojisi, hem alıcı-verici tasarımlarının hem de bu tasarıma ait donanımın yenilenmesini zorunlu kılmaktadır. Bunun yanında, sayıları hızla artan kablosuz haberleşme sistemleri, sınırlı ve oldukça değerli bir kaynak sayılan radyo spektrumunun da verimli kullanılması konusunu gündeme getirmektedir. Yakın zamanda ortaya atılan akıllı radyo kavramı; yazılım-tabanlı platform üzerinde çalışmasının bir sonucu olarak; esnek tasarım, değişen koşullara hızlı ve etkin bir biçimde uyum sağlama, spektrumun kullanım durumundan haberdar olma ve öğrenme gibi özellikleri ile sözü edilen konulara yeni bir bakış açısı getirmektedir. Bu çalışmada, akıllı radyo hedefine ulaşma amacı doğrultusunda temel bantta çalışan ve bütün değişkenleri geliştirici tarafından ayarlanıp, denetlenip, güncellenebilen yazılım-tabanlı bir kablosuz akustik alıcı-verici tasarımı ortaya konmuştur. Tasarım ile ilgili kuramsal ve simülasyon tabanlı çözümlemeler verilmiştir. Tasarımın gerçek-zamanlı olarak çalışan bir öntürü gerçeklenmiştir. Aynı öntür yazılım-tabanlı platformlar için de birçok karşılaştırmanın yapılabileceği bir sınama ortamı olarak kullanılabilmektedir. Başarım sonuçları, ilgili tartışmalar ve geleceğe yönelik çalışmalarla birlikte irdelenmiştir.

Anahtar Kelime:

A LOW COST, REAL TIME, AND SHORT RANGE SOFTWARE DEFINED DIGITAL WIRELESS COMMUNICATIONS TRANSCEIVER DESIGN AND IMPLEMENTATION AT BASEBAND

Öz:

Physical layer transceiver design lies in the heart of all wireless communications systems. However, each and every emerging wireless communications technology forces the already-existing transceiver designs and their corresponding hardware to change. In addition, due to the dramatic increase in number of emerging wireless technologies, there are serious concerns regarding the utilization of valuable radio spectrum. Recently, cognitive radio concept is proposed in order to provide a new perspective for the aforementioned concerns. Operating on a software-defined platform, cognitive radio introduces flexibility in design of utmost level; adapts itself to the dynamic radio environment; senses the radio spectrum steadily to be aware of it; and learns about its past experiences in order to plan and take action in the future in a beter way. Therefore, in this study, a softwaredefined wireless acoustic baseband transceiver design whose each and every parameter could be modified, updated, and changed with utmost flexibility is established toward realization of cognitive radio. Mathematical analysis and a simulation environment of the design are provided too. A real-time implementation of the transceiver is realized as well in order to both demonstrate an operating prototype and set up a testbed for software-defined platforms. Results for theoretical, simulation, and real-time performance of the transceiver are given along with relevant discussions and future directions.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Shared Spectrum Company Spectrum Occupancy Measurements Location 4 of 6: Republican National Convention, New York, Aug. 30, 2004- Sept. 3, 2004.
2. Kulaç, S., Sazlı, M. H., Enerji Verimli İşbirlikçi DTV Spektrum Algılama, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 28, No 1, 77-84, 2013.
3. Mitola, J., Cognitive Radio An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio. Doktora Tezi, KTH Royal Inst. of Tech., Stockholm, İsveç.
4. Yarkan, S., Arslan, H., Exploiting location awareness toward improved wireless system design in cognitive radio, IEEE Communications Magazine, Cilt 46, No 1, 128- 136, 2008.
5. Lien, SY., Chen, KC., Lin, Y., Liang, YC., Cognitive Radio Resource Management For Future Cellular Networks, IEEE Wireless Communcaitons, Cilt 21, No 1, 70-79, 2014.
6. Yousefi'zadeh, H., Li, X., Load Adaptive MAC: A Hybrid MAC Protocol for MIMO SDR MANETs, IEEE Transactions on Wireless Communications, Cilt 10, No 11, 3924-3933, 2011.
7. Donno, D. D., Ricciato, F., Tarricone, L., Listening to Tags: Uplink RFID Measurements With an Open-Source Software-Defined Radio Tool, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Cilt 62, No 1, 109-118, 2013.
8. Tan, K., Kim, K., Xin, Y., Rangarajan, S., Mohapatra, P., RECOG: A Sensing-Based Cognitive Radio System with Real-Time Application Support, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Cilt 31, No 11, 2504-2516, 2013.
9. Lotze, J., Fahmy, S. A., Noguera, J., Doyle, L. E., A Model-Based Approach to Cognitive Radio Design, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Cilt 29, No 2, 455-468, 2011.
10. Alluri, V. B., Heath, J. R., Lhamon, M., A New Multichannel, Coherent Amplitude Modulated, Time-Division Multiplexed, Software-Defined Radio Receiver Architecture, and FieldProgrammable-Gate-Array Technology Implementation, IEEE Transactions on Signal Processing, Cilt 58, No 10, 5369-5384, 2010.
11. Kim, J., Hyeon, S., Choi, S., Implementation of an SDR system using graphics processing unit, IEEE Communications Magazine, Cilt 48, No 3, 152-162, 2010.
12. Kucuk, K., Karakoc, M., Kavak, A., Yigit, H., Üçüncü Nesil CDMA Sistemler İçin Yeni Bir Akıllı Anten Algoritması Gerçekleştirilmesi Ve Performans Analizi, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 21, No 4, 801-808, 2006.
13. Lee, E. A., Messerschmitt, D. G., Digital Communication. Allied Pub. Ltd., ABD, 1994. 14. Sklar, B., Digital Communications: Fundamentals and Applications (2nd edn.), Prentice Hall, Upper Saddle River, ABD, 2001. 15. Proakis, J. G., Digital Communications, McGrawHill Int. Edn., NY, ABD, 2001.
16. İstanbul Ticaret Üniversitesi, Yayın Araştırma Proje Koordinasyon Kurulu Projesi, Çevrimiçi etkileşimli taşıt verisi toplama, işleme ve değerlendirme mobil uygulaması: Halo, İstanbul Ticaret Üniversitesi, İstanbul, 2014.

APA	Akın M, ÇAKIR M, YILDIZ D, ÖZGEN H, YARKAN S (2015). GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. , 217 - 224.
Chicago	Akın Merve,ÇAKIR Meryem,YILDIZ Dilara,ÖZGEN Haluk,YARKAN Serhan GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. (2015): 217 - 224.
MLA	Akın Merve,ÇAKIR Meryem,YILDIZ Dilara,ÖZGEN Haluk,YARKAN Serhan GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. , 2015, ss.217 - 224.
AMA	Akın M,ÇAKIR M,YILDIZ D,ÖZGEN H,YARKAN S GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. . 2015; 217 - 224.
Vancouver	Akın M,ÇAKIR M,YILDIZ D,ÖZGEN H,YARKAN S GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. . 2015; 217 - 224.
IEEE	Akın M,ÇAKIR M,YILDIZ D,ÖZGEN H,YARKAN S "GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ." , ss.217 - 224, 2015.
ISNAD	Akın, Merve vd. "GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ". (2015), 217-224.

APA	Akın M, ÇAKIR M, YILDIZ D, ÖZGEN H, YARKAN S (2015). GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30(2), 217 - 224.
Chicago	Akın Merve,ÇAKIR Meryem,YILDIZ Dilara,ÖZGEN Haluk,YARKAN Serhan GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 30, no.2 (2015): 217 - 224.
MLA	Akın Merve,ÇAKIR Meryem,YILDIZ Dilara,ÖZGEN Haluk,YARKAN Serhan GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.30, no.2, 2015, ss.217 - 224.
AMA	Akın M,ÇAKIR M,YILDIZ D,ÖZGEN H,YARKAN S GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2015; 30(2): 217 - 224.
Vancouver	Akın M,ÇAKIR M,YILDIZ D,ÖZGEN H,YARKAN S GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2015; 30(2): 217 - 224.
IEEE	Akın M,ÇAKIR M,YILDIZ D,ÖZGEN H,YARKAN S "GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30, ss.217 - 224, 2015.
ISNAD	Akın, Merve vd. "GERÇEK-ZAMANLI, KISA MESAFELİ VE YAZILIM TABANLI BİR SAYISAL KABLOSUZ HABERLEŞME ALICI-VERİCİ TASARIMININ GERÇEKLEMESİ". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 30/2 (2015), 217-224.