Research Article

Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı

Volume: 24 Number: 70 January 17, 2022
TR EN

Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı

Abstract

Haberleşme sistemlerinde kanal sönümlemelerine karşı işareti iletmek ve alıcıda almak için fiziksel seviyede geliştirilen yöntemler işlem karmaşıklığına sebep olmaktadır. Son yıllarda işlem karmaşıklığını azaltmak için alternatif olarak Derin öğrenme (deep learning-DL) ağlarına başvurulmaktadır. Gelecek nesil haberleşme sistemleri için öncü olacağı düşünülen dikgen olmayan çoklu erişim (non-orthogonal multiple access-NOMA) kullanıcıları aynı kaynak bloğunda güç ekseninde paylaştırarak yüksek spektral verim sağlar. Fakat sinyal sezimi için kullanılan ardışık girişim engelleyici (successive interference cancellation-SIC) işlem karmaşıklığına sebep olmaktadır. Bu çalışmada aşağı yönlü (downlink) ve yukarı yönlü (uplink) NOMA haberleşme sistemlerinde alıcıya ulaşan işaretin alternatif olarak DL ile sezimi amaçlanmıştır. DL ağı olarak evrişimli sinir ağı (convolutional neural network-CNN) kullanılmıştır. CNN yardımlı sezici ve maksimum olabilirlikli (maximum likehood-ML)-SIC sezicisi hata başarımları karşılaştırılmıştır. Aşağı ve yukarı yönlü NOMA haberleşme sistemlerinde yakın ve uzak kullanıcı bitlerinin CNN ağıyla ortak kestirilebilmesi ve bazı durumlarda bit hata oranı grafiklerinin DL sezicilerde SIC-ML sezicilerden daha iyi bulunması önemli bir avantajdır. Ayrıca NOMA sistemlerinde CNN ağının sezici olarak kullanılabilmesi, sınıflandırıcıların kablosuz haberleşme sistemlerinde gücünü ortaya koymaktadır.

Keywords

References

  1. Xuan, Z and Narayanan, K. 2020. Analog Joint Source-Channel Coding for Gaussian Sources over AWGN Channels with Deep Learning. International Conference on Signal Processing and Communication,19-24 July, Bangolere, India.
  2. Kim, M., Kim, N., Lee, W. and Cho, D. 2018. Deep Learning-Aided SCMA, IEEE Communications Letters, vol. 22, no. 4, pp. 720-723. doi: 10.1109/LCOMM.2018.2792019.
  3. Ye, H., Li, G. Y. and Juang ,B. 2018. Power of Deep Learning for Channel Estimation and Signal Detection in OFDM Systems, IEEE Wireless Communications Letters, vol. 7, no. 1, pp. 114-117.doi: 10.1109/LWC.2017.2757490
  4. Ye, H., Liang, K., Li, G. Y. and Juang, B. 2020. Deep Learning-Based End-to-End Wireless Communication Systems With Conditional GANs as Unknown Channels, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 19, no. 5, pp. 3133-3143. doi: 10.1109/TWC.2020.2970707.
  5. Benjebbour, A., Saito, Y., Kishiyama,Y., Li, A., Harada , A. and Nakamura, T. 2013. Concept and practical considerations of non-orthogonal multiple access (NOMA) for future radio access. International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems, 12- 15 Nov., Naha,Japan 770-774.
  6. Benjebbour, A., Li, A., Kishiyama, Y., Jiang, H. and Nakamura, T., 2014. System-level performance of downlink NOMA combined with SU-MIMO for future LTE enhancements,IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps),8-12 Decemver, Austin,USA, pp. 706-710.
  7. Emir, A., Kara, F., Kaya, H. and Yanikomeroglu, H. 2021. DeepMuD: Multi-User Detection for Uplink Grant-Free NOMA IoT Networks via Deep Learning,IEEE Wireless Communications Letters, vol. 10, no. 5, pp. 1133-1137. doi: 10.1109/LWC.2021.3060772.
  8. Emir, A., Kara, F., Kaya, H. and Yanikomeroglu, H. 2021. Deep Learning Empowered Semi-Blind Joint Detection in Cooperative NOMA, IEEE Access, vol. 9, 61832-6185. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3074350.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

January 17, 2022

Submission Date

May 20, 2021

Acceptance Date

August 23, 2021

Published in Issue

Year 2022 Volume: 24 Number: 70

APA
Emir, A., Kara, F., & Kaya, H. (2022). Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 24(70), 341-349. https://doi.org/10.21205/deufmd.2022247030
AMA
1.Emir A, Kara F, Kaya H. Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı. DEUFMD. 2022;24(70):341-349. doi:10.21205/deufmd.2022247030
Chicago
Emir, Ahmet, Ferdi Kara, and Hakan Kaya. 2022. “Aşağı Ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri Için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi 24 (70): 341-49. https://doi.org/10.21205/deufmd.2022247030.
EndNote
Emir A, Kara F, Kaya H (January 1, 2022) Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 24 70 341–349.
IEEE
[1]A. Emir, F. Kara, and H. Kaya, “Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı”, DEUFMD, vol. 24, no. 70, pp. 341–349, Jan. 2022, doi: 10.21205/deufmd.2022247030.
ISNAD
Emir, Ahmet - Kara, Ferdi - Kaya, Hakan. “Aşağı Ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri Için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 24/70 (January 1, 2022): 341-349. https://doi.org/10.21205/deufmd.2022247030.
JAMA
1.Emir A, Kara F, Kaya H. Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı. DEUFMD. 2022;24:341–349.
MLA
Emir, Ahmet, et al. “Aşağı Ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri Için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, vol. 24, no. 70, Jan. 2022, pp. 341-9, doi:10.21205/deufmd.2022247030.
Vancouver
1.Ahmet Emir, Ferdi Kara, Hakan Kaya. Aşağı ve Yukarı Yönlü NOMA Haberleşme Sistemleri için CNN Yardımlı Alternatif Sezici Tasarımı. DEUFMD. 2022 Jan. 1;24(70):341-9. doi:10.21205/deufmd.2022247030

Cited By

This journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).

download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJmaWxlIiwicGF0aCI6IjliNTAvMDBjMi8xZmIxLzY5MjZmZDIyOGE1NzgyLjA3MzU5MTk2LnBuZyIsImV4cCI6MTc2NDE2OTMzMSwibm9uY2UiOiI2MTU1ODg1NGZlYzhkZTA1OThkNTU2NGFmYTQzYTc0YiJ9.O5b4Ex8bMlFv5797LL8VnE9YWS_X5880dfbmOp2-kc8