Search

Multiple-input multiple-output (MIMO) system has been acknowledged its capabilities in both achieving high capacity and being reliable over fading channels compared with other wireless communication systems. Many algorithms have been proposed in order to reduce the interference in the received signals of MIMO system. Increasing the data rate and capacity of the system is the main goal of every improvement being made on the transmission schemes of MIMO system. The Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time (V-BLAST) system with zero-forcing (ZF) nulling scheme likely has drawn more attention on account of its high spectral efficiency result and comparatively low complexity compared with other transmission approaches. ZF V-BLAST technique achieves full spatial multiplexing gain through parallel and layered transmission without any requirement of channel state information (CSI) being known at the transmitter side. The original V-BLAST concept is based on a single-user scenario developed by Gerard Foschini at Bell Laboratories. In this paper, we study the performance of a downlink multiuser V-BLAST system where a single-user is scheduled in every time slot by the base station. The transmitter is assumed to have two antennas whereas all the users are equipped with r (r ≥ 2) antennas. Each user feeds back a single bit related to the sub-channel gain of its own channel matrix. Then, the transmitter chooses one user and communicates with it. Assuming uncorrelated antennas with Rayleigh fading, we investigate the outage probability of the system. A comparison with the analog feedback is carried out.

In this paper, the performance of a downlink multiuser zero-forcing (ZF) Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time (V-BLAST) with an ordering scheme over Nakagami-m fading channels is presented. A system with two transmit antennas while each user is equipped with r (r≥2) receiver antennas is considered. In every time slot, the base station schedules a single user out of U users and communicates with it by adopting a limited feedback (FB) technique for user scheduling. One user is chosen based on a set of bits each sent from a distinct user to the transmitter. The channel considered in this investigation is the fading channel with Nakagami-m distribution which covers a wide range of multipath fading patterns. The adopted FB scheme requires a threshold value which is attained through a numerical optimization process. For a given shape parameter, the optimum threshold value approaches to zero as SNR increases. The results of the outage probability of the investigated systems with varying m-parameter value of Nakagami-m fading channels are presented and compared with the no FB method. It is shown that the studied FB approach on multiuser ZF V-BLAST indeed outperforms the no FB technique. The shape parameter value clearly affects the performance of the FB system, whereas it seems have no significant effect on the random user scheduling (no FB) method.

In these days, when classical production methods are not enough for changing consumer demands, continuous improvements and developments are needed for companies to survive in markets where there is intense competition. In terms of sustainability, it has become a necessity for businesses to prefer more flexible and faster production systems that can meet instantaneously changing demands, and at this point, lean production comes into play. This study aims to determine the transition process of a synthetic yarn manufacturer operating in Gaziantep Organized Industrial Zone to the lean production system and the advantages obtained as a result of the process. According to the pilot region and product selected in the enterprise, the current system was analyzed and the operation was determined. The work done in each process is standardized. VSM application was made to detect the disruptions in the operation and the activities that do not add value. Accordingly, the problems in the processes were tried to be eliminated by using lean tools such as Kaizen, TPM, OEE, 5S according to the jobs in the departments. In the department, where the lean production system was implemented, a decrease in the energy consumption and the number of personnel and an increase in the amount of production were achieved., Değişen tüketici taleplerine klasik üretim metotlarının yetmemeye başladığı şu günlerde, firmaların yoğun rekabetlerin yaşandığı pazarlarda varlığını sürdürebilmesi için sürekli iyileştirmelere ve gelişmelere ihtiyaç duyulmaktadır. Sürdürülebilirlik açısından işletmelerin anlık değişen talepleri karşılayabilecek daha esnek ve daha hızlı üretim sistemlerini tercih etmeleri bir zorunluluk olmuştur ve bu noktada yalın üretim devreye girmektedir. Bu çalışma Gaziantep Organize Sanayi Bölgesinde faaliyet gösteren bir sentetik iplik üreticisinin, yalın üretim sistemine geçiş sürecini ve süreç sonucunda elde edilen avantajların tespit edilmesini amaçlamaktadır. İşletme içinde seçilen pilot bölge ve ürüne göre mevcut sistem analiz edilerek işleyiş belirlenmiştir. Her bir proseste yapılan işler standart hale getirilmiştir. İşleyiş içerisindeki aksaklıklar ve değer katmayan faaliyetleri tespit etmek için VSM uygulaması yapılmıştır. Buna bağlı olarak bölümlerdeki işlere göre Kaizen, TPM, OEE, 5S gibi yalın araçları kullanılarak süreçlerdeki aksaklılar giderilmeye çalışılmıştır. Yalın üretim sistemi ile uygulama yapılan departmanda enerji sarfiyatında ve personel sayısında azalış ve üretim miktarında artış elde edilmiştir.

Vericitarafta anten seçimi ve alıcı tarafta en yüksek oran birleşimi kullanan çokgirişli çok çıkışlı bir haberleşme sistemi ele alınmaktadır. Sistemin hata başarımı,ek güç, bant-genişliği/zaman dilimi kullanılmadan ve sistem karmaşıklığındaciddi bir artışa sebep olmadan, işaret uzayı çeşitlemesi kullanılarakarttırılmaktadır. Yavaş ve düz Rayleigh sönümlemeli, verici antenlerinilişkisiz ve alıcı antenlerin çift veya tekdüze modelleri altında ilişkiliolduğu bir senaryo çalışılmıştır. Söz konusu sistem modeli literatürde ilk defaolarak işaret uzayı çeşitlemesi ile beraber incelenmektedir. Sistemin hata başarımı,çift ve tekdüze anten ilişki modelleri altında iki ve dört seviyeli fazkaydırmalı anahtarlama modülasyonu için incelenmektedir.

IV ÖZET Telsiz iletişim sistemlerindeki en önemli bozucu etki, verici-alıcı arasındaki çok yollu yayılımdan kaynaklanan sönümlemedir. Sönümlemenin bozucu etkisine karşı alınabilecek önlemlerden birisi, çeşitleme uygulamaktır. Çeşitleme; zamanda, frekansta veya uzayda yapılabilir. Bunlardan başka kullanılabilecek bir çeşitleme tekniği de modülasyon çeşitlemesidir. Modülasyon çeşitlemesi, işaret diyagramı döndürülerek ve bileşen (boyut) serpiştirici/geri-serpiştirici kullanılarak elde edilebilir. Bu çalışmada, M=2, 4 ve 8 düzeyli faz kaydırmalı anahtarlama (FKA) modülasyonu için çeşitleme düzeyini arttıran ve yüksek işaret-gürültü oranlarında sembol hata olasılığını minimum yapan optimal döndürme açılan, frekans seçici olmayan yavaş sönümlemeli kanallar için elde edilmektedir. Yeni tekniğin işaret diyagramı döndürülmemiş duruma göre önemli oranda çeşitleme kazancı sağladığı gösterilmektedir. Anahtar Kelimeler: Çok-yollu Sönümleme, FKA Modülasyonu, Modülasyon Çeşitlemesi SUMMARY The most destructive effect in a wireless communication system is fading which is due to multipath propagation between transmitter and receiver. Diversity can be used to reduce the effect of multipath fading. Diversity can be implemented as time diversity, frequency diversity or space diversity. Another diversity technique which is called modulation diversity can also be used. Modulation diversity can be achieved by using component (coordinate) interleaving/deinterleaving and using rotated signal constellation. In this work, optimum rotation angles which increase modulation diversity and decrease symbol error probability are calculated for M-PSK (M-ary Phase Shift Keying) modulation with M=2, 4 and 8 over frequency nonselective slowly fading channels. It is shown that a considerable amount of diversity gain and performance enhancement is obtained by using this technique. Keywords: Multipath Fading, PSK Modulation, Modulation Diversity. 80

Bu doktora tezinde işaret uzayı çeşitlemesi (İUÇ) kullanan çoklu-anten sistemlerini geniş bir alanda inceledim. İUÇ'nin çoklu-anten sistemleriyle birleştirilmesinin geniş faydalara sağlayan bir konsept olduğu ve bu sayede güvenilir ve yüksek veri hızlarına sahip bir haberleşmenin oldukça düşük karmaşıklık ve maliyetle gerçekleştirilebileceği gösterilmiştir. Burada sunulan sonuçlar gerçekleştirilebilecek potansiyel çalışmalar ve sistem tasarımı fikirleri açısından oldukça gelecek vaadedicidir. Bu tezin ortaya koyduğu katkılar doktora eğitimim sırasınca üzerinde çalıştığım dergi ve konferans yayınlarını içermektedir. Birinci bölüm, farklı koordinat serpiştirme (KS) teknikleri altında İUÇ sıfıra-zorlayıcı hüzme oluşturma sistemlerinin analizi ve alanda programlanabilir kapı dizilerinde (APKD) gerçeklenmesidir. Sonuçlar göstermektedir ki, İUÇ sistem hata performansını önemli ölçüde geliştirirken uzamsal ve zaman KS teknikleri çeşitli avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Bu bölümde verici anten ilintisi altındaki İUÇ kullanan sıfıra-zorlayıcı çoklu-giriş çoklu-çıkış (ÇGÇÇ) sistemlerin performansı da incelenmiştir. Burada verici anten ilintisinin ÇGÇÇ İUÇ sistemlerini olumsuz yönde etkilediği gözlemlenirken farklı ilinti tiplerinin diğerlerine göre daha tercih edilebilir olduğu gösterilmiştir. İkinci bölüm, Alamouti dikgen frekans bölmeli çoğullama (DFBÇ) sistemlerinde alt-taşıyıcı KS kullanarak fiziksel katman güvenliğinin artırılmasıdır. Sonuçlar göstermektedir ki İUÇ alt-taşıyıcı KS ile beraber kullanıldığı zaman ağ fiziksel katman güvenliğine oldukça faydalı olabilmektedir. Alamouti DFBÇ sistemlerde fiziksel katman güvenliğinin geliştirilmesi Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallar altında çalışılmıştır. Son olarak üçüncü bölüm, zaman ve uzamsal KS minimum ortalama-kare hatası (MOKH) hüzme oluşturma sistemlerinin performansıdır. Ortaya çıkan sonuçların işaret ettiği üzere İUÇ tekniği farklı KS stratejileri kullanarak MOKH hüzme oluşturma sistemlerine yüksek derecede hata performansı iyileştirmesi sağlayabilmektedir. In this Ph.D. thesis, I studied multiple antenna systems that incorporate signal space diversity (SSD) from a broad perspective. The combination of SSD with multiple antenna systems is shown to be a highly rewarding concept that can provide a reliable and high data rate communication with minimal complexity and cost. The results presented here are very promising for potential future work and system design ideas. The contributions of the thesis cover the journal and conference paper studies that I have done throughout my Ph.D. education. The first chapter is the analysis and field programmable gate array (FPGA) implementation of SSD zero-forcing beamforming with different coordinate interleaving (CI) techniques. The results show that SSD can enhance the error performance of a system significantly and spatial and time CI techniques have various benefits and drawbacks. The performance of zero-forcing multiple-input multiple-output (MIMO) systems with SSD under transmit antenna correlation is also analyzed. It is shown that transmit antenna correlation affects the performance of MIMO SSD systems in a negative way, however different correlation types are less detrimental than others. The second chapter is improving physical layer security in Alamouti orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems with subcarrier CI. The results show that SSD, when used with subcarrier CI, can be very beneficial to improve the physical layer security of a communication network. Enhancement of the physical layer security of Alamouti OFDM systems is studied under both Rayleigh and Nakagami-m fading channel models. Finally, the third chapter is about the performance of minimum mean-squared error (MMSE) beamforming with time and spatial CI. The results exhibit that SSD technique that is capable of working with different CI strategies can lead up to a huge error performance improvement in MMSE beamforming systems. 119

İnsanlar ses, görüntü ve veri transferi için daha fazla bant genişliğine ihtiyaç duymaktadır. Dikgen Frekans bölmeli çoklama paralel veri transferini sağlayarak veri gönderim hızını artırmakta, gard bant kullanmamak ve üst üste çakışan kanallar aracılığıyla spektral verim sağlamakta ve frekans seçici kanallara karşı gösterdiği başarım sayesinde artan ihtiyaçları giderme konusunda iyi bir alternatif olmaktadır. İki verici antenli Alamouti uzay zaman blok kodlama (space time block code, STBC) yapısı verici sistemin kanal durum bilgisine (channel state information, CSI) sahip olmadan iki sıralı çeşitliliğe sahip olmasını sağlamaktadır. Alamouti STBC yapsı iki zaman anında iki veri gönderek veri hızının aynı kalmasını sağlamaktadır. İşaret uzayı çeşitlemesi (signal space diversity, SSD) fazladan bir enerji ve bant genişliği kullanmadan başarım iyileşmesine neden olmaktadır. Günümüzde SSD fiziksel katmanda güvenlik amacıylada kullanılması konusunda çalışılmaktadır. Bu çalışmada OFDM, Alamouti STBC ve SSD birleştirilmiştir. Frekans seçici sönümlemeli kanal OFDM kullanarak düz sönümlemeli kanal haline getirilmiştir. Bu üç konseptin birleştirilmesi sonucu teorik ve benzetim sonuçları doğrulanmış ve verilmiştir People need more bandwidth to transmit voice, image and data. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is an alternative method of increasing data rate by providing parallel data transmission, no guard band and overlapping channels that provide spectral efficiency and has a good performance to combat frequency selective fading channels. Alamouti space time block coding (STBC) is the best alternative to provide diversity order of two for the two transmit antennas scenario without no channel state information at transmitter. Alamouti STBC does not have penalty in data rate, at two time instants two symbols sent by applying Alamouti encoding scheme. Signal space diversity (SSD) is an efficient technique that does not need extra bandwidth and energy and it can show performance improvement in the system. Using this technique for the physical layer security is being worked on nowadays. By using this technique at physical layer privacy of the communication system can be provided. In this study we incorporate three concepts which are OFDM, Alamouti STBC and SSD. Assumed that channel is frequency selective, by applying OFDM frequency selective fading channel is converted into flat fading channel. Theoretical and simulation results are provided for this incorporation. 43