Yeni nesil kablosuz ve hibrit haberleşme sistemlerinin tasarımı ve performans analizi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUHARREM AÇIKGÖZ

Danışman: Murat Yücel

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Mobil kullanıcı sayısının artışı ve daha önemlisi kullanıcıların yüksek bant genişliği gerektiren nesnelerin interneti (IoT) ve kaliteli video akışı gibi gibi taleplerinin yaygınlaşması nedeniyle mevcut radyo frekansı (RF) teknolojilerinin sunmuş olduğu çözümler ve bant genişliği yetersiz kalmaktadır. Bu aşamada RF teknolojisini tamamlamak için optik kablosuz haberleşme (OWC) teknolojileri ve bu teknolojilerin hibrit sistem yaklaşımıyla ürettiği çözümler ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, yeni nesil mobil haberleşme sistemleri olan 5G ve 6G'nin gereksinimleri ile bu sistemlerin sorunsuz bir şekilde çalışması için gerekli kablosuz optik alt yapı bileşenleri hakkında araştırma yapılarak, bu alt yapı bileşenlerinin daha verimli bir iletim için oluşturduğu hibrit sistemler ve bu sistemlerin performans analizi çalışmaları yapılmış ve aynı zamanda optik kablosuz haberleşme sistemlerinde yapay zeka yöntemlerine ait farklı modellerin Matlab® ve Python™ programları ile optik sistemlerin modellenmesi, performans izlemesi, analizi ve optimizasyonu çalışmaları aşamasında kullanımı ile ilgili literatürde çok fazla çalışması bulunmayan konularda yeni modellemeler önerilmiştir. Kablosuz hibrit modeller olarak; RoFSO, RoFSO-VLC, FSO-VLC, RF/FSO-VLC gibi farklı hibrit kablosuz sistemlerin analiz çalışmaları yapılmıştır. Hibrit sistem yaklaşımında, optik sistemlerin farklı parametreleri için Optisystem yazılımı kullanılarak farklı tasarımlar geliştirilmiş ve optik performansları incelenmiştir. Bu tasarımların simülasyonundan elde edilen verilerden oluşan giriş parametreleri ile birlikte ML modellerinin eğitilmesi ve tutarlı tahminler elde edilmesi sağlanmıştır. Aynı zamanda, Matlab ve Optisystem programlarının birlikte kullanımı temelinde tasarlanan FSO-VLC hibrit sisteminin Matlab üzerinden çalıştırıldığı ve elde edilen çıktılarla birlikte Matlab ortamında ML yöntemlerinin eğitildiği yeni bir model oluşturulmuştur. Oluşturulan ML modeli optik sistemin takip edilmesini ve istenilen çıktı değerine göre girdi parametresinin optimize edilmesini sağlayabilmektedir. Ayrıca, Optisystem ile oluşturulan RF/FSO-VLC hibrit sisteminin parametrelerinin belirlenmesi, uçtan uca performansının takip edilmesi ve eğitilen ML modelleri yardımıyla sert anahtarlama yapılarak sistemler arası geçişin sağlanması da Matlab programı ile gerçekleştirilmiştir.