OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı

Mahmut Yıldırım

doi:10.29137/umagd.859150

TR EN

OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı

Abstract

OFDM-IM (İndeks Modülasyonlu Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullama), 5G (Beşinci Nesil) ve ötesi iletişim sistemleri için aday iletim tekniklerinden birisi olarak son yıllarda üzerinde birçok çalışma gerçekleştirilmiştir. OFDM-IM'nin spektral verimliliğinin artırılması amacıyla geliştirilen OFDM-AIM (Tüm İndeks Modülasyonlu OFDM) tekniğinde, boş alt-taşıyıcıların bulunduğu OFDM-IM'den farklı olarak tüm alt-taşıyıcılar aktif duruma getirilmiştir. Bu makalede, OFDM-AIM'in bit hata oranı (BHO) performansının iyileştirilmesi için Karınca Kolonisi Optimizasyonu (KKO) algoritması tabanlı bir alt-blok set tasarımı önerilmiştir (KKO-OFDM-AIM). OFDM-AIM tekniğinde veri bitleri, PSK/QAM takımyıldızı noktaları ile eşleştirilirken önerilen KKO-OFDM-AIM tekniğinde, çeşitlilik kazancının artırılması amacıyla PSK/QAM takımyıldızı uzayının tamamı olası eşleştirme noktaları olarak değerlendirilir. KKO-OFDM-AIM tekniğinde, en yüksek uygunluk değerine sahip eşleştirme noktaları KKO algoritması tarafından belirlenerek alt-blok seti oluşturulur. Simülasyon çalışmalarında KKO-OFDM-AIM tekniği, OFDM, OFDM-IM, OFDM-AIM ve GA-OFDM-AIM (Genetik algoritma tabanlı OFDM-AIM) teknikleri ile karşılaştırılmış ve en iyi BHO başarısına sahip olduğu görülmüştür.

Keywords

5G, OFDM, OFDM-IM, OFDM-AIM, Karınca Kolonisi Optimizasyonu

Ant Colony Optimization Algorithm Based Sub-Blocks Set Design for OFDM-AIM Transmission Technique

Abstract

OFDM-IM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation) as one of the candidate transmission techniques for 5G (Fifth Generation) and beyond communication systems, many studies have been carried out in recent yeaars. In the OFDM-AIM (OFDM with All Index Modulation) technique, which has developed to increase the spectral efficiency of the OFDM-IM, unlike the OFDM-IM which has empty sub-carriers, all sub-carriers are active. In this article, Ant Colony Optimization (ACO) algorithm based sub-block set design (ACO-OFDM-AIM) is proposed to improve the bit error rate (BER) performance of the OFDM-AIM. In the OFDM-AIM technique, data bits are matched with PSK/QAM constellation points, while in the KKO-OFDM-AIM technique, the entire PSK/QAM constellation space can be determined as possible mapping points in order to increase diversity gain. In the ACO-OFDM-AIM technique, the matching points with the highest fitness value are determined by the ACO algorithm and a sub-block set is created. In simulation studies, the ACO-OFDM-AIM technique is compared with OFDM, OFDM-IM, OFDM-AIM, and GA-OFDM-AIM (Genetic algorithm-based OFDM-AIM) techniques and it is seen that ACO-OFDM-AIM has the best BER performance.

Keywords

5G, OFDM, OFDM-IM, OFDM-AIM, Ant Colony Optimization

References

Andrews, J. G., Ghosh, A., & Muhamed, R. (2007). Fundamentals of WiMAX: understanding broadband wireless networking (1st ed.). Pearson Education.
Andrews, J. G., Buzzi, S., Choi, W., Hanly, S. V., Lozano A., Soong, C. K., & Zhang, J.C. (2014). What Will 5G Be?. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 32(6), 1065-1082. doi: 10.1109/JSAC.2014.2328098
Başar, E., Aygölü, Ü., Panayırcı, E., &Poor, H. V. (2013). Orthogonal Frequency Division Multiplexing With Index Modulation. IEEE Transactions on Signal Processing, 61(22), 5536-5549. doi: 10.1109/TSP.2013.2279771
Basar, E. (2016). On Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next Generation Wireless Networks. IEEE Transactions on Signal Processing, 64( 15), 3868-3878. doi: 10.1109/TSP.2016.2551687
Başar, E. (2015). OFDM With Index Modulation Using Coordinate Interleaving. IEEE Wireless Communications Letters, 4(4), 381-384. doi: 10.1109/LWC.2015.2423282
Boroujeny, B. F., & Moradi, H. (2016). OFDM Inspired Waveforms for 5G. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(4), 2474-2492. doi: 10.1109/COMST.2016.2565566
Chen, W., & Zhang, J. (2013). Ant colony optimization for software project scheduling and staffing with an event-based scheduler. IEEE Transactions on Software Engineering, 39(1), 1-17. doi: 10.1109/TSE.2012.17
Crow, B. P., Widjaja, I., Kim, J. G., & Sakai, P. T. (1997). IEEE 802.11 wireless local area networks. IEEE Communications Magazine, 35(.9), 116–126. doi: 10.1109/35.620533
Dahlman, E., Parkvall, S., & Skold, J. (2013) 4G: LTE/LTE-advanced for mobile broadband (2nd ed.). Academic press.
Fan, R., Yu, Y. J. & Guan, Y. L. (2015). Generalization of Orthogonal Frequency Division Multiplexing With Index Modulation. IEEE Transactions on Wireless Communications, 14(10), 5350-5359. doi: 10.1109/TWC.2015.2436925

Hwang, T., Yang, C., Wu, G., Li, S., & Li, G.Y. (2009). OFDM and Its Wireless Applications: A Survey. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 58(4), 1673-1694. doi: 10.1109/TVT.2008.2004555
Lu, L., Li, G. Y., Swindlehurst, A. L., Ashikhmin, A., & Zhang, R. (2014). An Overview of Massive MIMO: Benefits and Challenges. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 8(5), 742-758. doi: 10.1109/JSTSP.2014.2317671
Mao, T., Wang, Z., Wang, Q., Chen, S., & Hanzo, L. (2017). Dual-Mode Index Modulation Aided OFDM. IEEE Access, 5, 50-60. doi: 10.1109/ACCESS.2016.2601648
Shi, Y., Lu, X., Gao, K., Zhu, J., & Wang, S. (2019). Subblocks Set Design Aided Orthogonal Frequency Division Multiplexing With All Index Modulation. IEEE Access, 7, 52659-52668. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2909911
Shi, Y., Lu, X., Gao, K., Zhu, J., & Wang, S. (2019). Genetic Algorithm Aided OFDM With All Index Modulation. Communications Letters, 23(12), 2192-2195. doi: 10.1109/LCOMM.2019.2942915
Wen, M., Zheng, B., Kim, K. J., Di Renzo, M., Tsiftsis, T. A., Chen, K., & Al-Dhair, N. (2019). A Survey on Spatial Modulation in Emerging Wireless Systems: Research Progresses and Applications. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 37(9), 1949-1972. doi: 10.1109/JSAC.2019.2929453
Wen, M., Ye, B., Basar, E., Li, Q., & Ji, F. (2017). Enhanced Orthogonal Frequency Division Multiplexing With Index Modulation. IEEE Transactions on Wireless Communications, 16(7), 4786-4801. doi: 10.1109/TWC.2017.2702618
Xiao, Y., Wang, S., Dan, L., Lei, X., Yang, P., & Xiang, W. (2014). OFDM With Interleaved Subcarrier-Index Modulation. IEEE Communications Letters, 18(8), 1447-1450. doi: 10.1109/LCOMM.2014.2332340

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Electrical Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Mahmut Yıldırım ^*
0000-0001-6012-2286
Türkiye

Publication Date

June 18, 2021

Submission Date

January 12, 2021

Acceptance Date

April 18, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 13 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.29137/umagd.859150

IZ

https://izlik.org/JA65NU65WM

APA

Yıldırım, M. (2021). OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı. International Journal of Engineering Research and Development, 13(2), 478-488. https://doi.org/10.29137/umagd.859150

AMA

1.Yıldırım M. OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı. IJERAD. 2021;13(2):478-488. doi:10.29137/umagd.859150

Chicago

Yıldırım, Mahmut. 2021. “OFDM-AIM İletim Tekniği Için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı”. International Journal of Engineering Research and Development 13 (2): 478-88. https://doi.org/10.29137/umagd.859150.

EndNote

Yıldırım M (June 1, 2021) OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı. International Journal of Engineering Research and Development 13 2 478–488.

IEEE

[1]M. Yıldırım, “OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı”, IJERAD, vol. 13, no. 2, pp. 478–488, June 2021, doi: 10.29137/umagd.859150.

ISNAD

Yıldırım, Mahmut. “OFDM-AIM İletim Tekniği Için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı”. International Journal of Engineering Research and Development 13/2 (June 1, 2021): 478-488. https://doi.org/10.29137/umagd.859150.

JAMA

1.Yıldırım M. OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı. IJERAD. 2021;13:478–488.

MLA

Yıldırım, Mahmut. “OFDM-AIM İletim Tekniği Için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı”. International Journal of Engineering Research and Development, vol. 13, no. 2, June 2021, pp. 478-8, doi:10.29137/umagd.859150.

Vancouver

1.Mahmut Yıldırım. OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı. IJERAD. 2021 Jun. 1;13(2):478-8. doi:10.29137/umagd.859150

Kırıkkale University, Faculty of Engineering and Natural Science, 71450 Yahşihan / Kırıkkale, Türkiye.

ijerad@kku.edu.tr

OFDM-AIM İletim Tekniği için Karınca Kolonisi Optimizasyon Algoritması Tabanlı Alt-Blok Set Tasarımı

Abstract

Keywords

Ant Colony Optimization Algorithm Based Sub-Blocks Set Design for OFDM-AIM Transmission Technique

Abstract

Keywords

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite