ÇOKLU ERİŞİM TEKNİKLERİ

1. GİRİŞ

Çoklu erişim teknikleri hakkında bilgi vermeden önce, çoklama/çoğullama

hakkında bir kaç şey söylemekte fayda var. Bilginin, aynı iletim ortamı kullanılarak birden

çok kaynaktan yine birden çok alıcıya iletilmesine çoklama veya çoğullama denir. Bu

döküman içerisinde bundan böyle çoklama terimi kullanılacaktır.

İletim ortamının aynı olması hızların da aynı olmasını gerektirmez. Örneğin bir

koaksiyel kablo üzerinden çok hızlı data haberleşmesi yapılabileceği gibi aynı anda düşük

hızlı telgraf haberleşmesi de yapılabilir. İletim ortamı olarak basit bir kablo çiftinden derin

uzay boşluğuna kadar pek çok ortam kullanılabilir. Gittikçe küçülen dünyada artan

haberleşme ihtiyacını karşılayabilmek için çoklu iletişim tekniklerini kullanmak, yeni

teknikler geliştirmek şart olmuştur. TDMA ve FDMA gibi klasik çoklu iletişim yanında

CDMA, HF-CDMA, DA-TDMA, DAMA gibi yeni yöntemler de kullanılmaktadır. Çoklu

erişimi aşağıdaki şekiller yardımıyla daha basit olarak açıklamak mümkündür.

Şekil 1. TDMA (Time Division Multiple Access)

f

t

A B C D E

Şekil 1 de görüldüğü gibi zaman paylaşımlı çoklu erişim tekniğinde her kullanıcı farklı

zamanlarda frekans bandının tamamını kullanmaktadır.

Şekil 2. FDMA (Frequency Division Multiple Access)

Şekil 2 de görüldüğü gibi frekans paylaşımlı çoklu erişim tekniğinde her kullanıcı frekans

bandının farklı bir bölgesini kullanmaktadır. CDMA (Kod Paylaşımlı Çoklu Erişim)

tekniğinde ise zaman ve frekans bandını her kullanıcı istediği gibi kullanabilmektedir.

Önemli olan nokta kullanıcı kodlarının birbirine dik olmasıdır. Böylece farklı kullanıcılar

birbirini rahatsız etmeden haberleşebilirler. Kullanıcı sayısı birbirine dik kod sayısı ile

sınırlı olmaktadır.

Şekil 3. CDMA (Code Division Multiple Access)

f

t

A

B

C

D

E

f

t

A B

C

D E

2. ZAMAN PAYLAŞIMLI ÇOKLU ERİŞİM (TDMA)

Zaman paylaşımlı sistemlerde birbirinden bağımsız pek çok kaynaktan gelen

bilgiler aynı ortam üzerinden fakat farklı zamanlarda iletilirler. Her kaynak sırayla

örneklenerek zaman domeninde seri datalar elde edilir. Örnekleme frekansı, en hızlı

değişen kaynak frekansına ve örnekleme teoremine uygun olarak seçilir. Eğer bütün bilgi

kaynakları aynı özelliklere sahip ise (hepsi ses), aynı örnekleme frekansı kullanılabilir.

Farlı özellikte kaynaklar var ise bunlar kendi benzerleri ile çoklanıp, belli bir hıza

çıktıktan sonra diğer gruplarla çoklanabilirler. İlerde göreceğimiz gibi ard arda pek çok

çoklama yapmak gerekli olabilmektedir. Yapılan her çoklamadan sonra data hızı da

artmaktadır. Çoklama sınırını belirleyen en önemli etken iletim ortamının özelliğidir. Eğer

iletim ortamı çok geniş bantlı ise (fiber-optik kablo gibi) çok daha yüksek data hızlarına

çıkılabilir. Bu da aynı iletim ortamından çok daha fazla kaynağa ait bilginin iletilmesi

demektir. Band genişliği düşük iletim ortamlarında düşük hızlarda çalışmak gereklidir.

Daha kolay anlaşılabilmesi açısından aşağıdaki şekilde basit bir TDMA sistem ve

dalga şekilleri verilmiştir.

Şekil 4. TDM sistem blok şeması

f1(t)

f2(t)

f3(t)

fn(t)

İletim Ortamı

AGS

AGS

AGS

AGS

f1(t)

f2(t)

f3(t)

fn(t)

Tö Tö

: : :

: : :

Şekil 5. TDM sistemde dalga şekilleri

Şekil 4'te görüldüğü gibi verici tarafta bağımsız kaynaklar f1(t), f2(t), …, fn(t)

sırayla örneklenmektedir. Bu örnekler iletim ortamı üzerinden (uygun modülasyon yöntemi

ile) alıcı tarafa aktarılmaktadır. Alıcı tarafta vericideki örnekleme anahtarıyla senkron

olarak çalışan başka bir anahtar yardımıyla örnekler istenilen AGS (alçak geçiren süzgeç)

girişine uygulanırlar. Burada AGS'nin görevi zaman domeninde örneklenmiş olarqak

bulunan işaretin zarfını elde etmektir.

…

f1(t)

f2(t)

fn(t)

fTDM(t)

… … … … …

: : :

t

t

t

t

1

1

1

1 1

1

1

2 2

2 2

2 2

n

n n

n

nn

TDMA sistemlerde modülasyon yöntemi olarak daha çok PCM (Pulse Code

Modulation) ve PAM (Pulse Amplitude Modulation) kullanılır. Diğer darbe

modülasyonları için de TDM kullanmak mümkündür. PPM (Pulse Position Modulation) ve

PDM (Pulse Duration Modulation) yöntemlerinde ardışıl darbelerin üst üste binmemesi

sağlanmalıdır. Çünkü, bu modülasyon türlerinde darbelerin yerleri ve genlikleri

değişkendir.

Darbe genlik modülasyonu için, darbeleri daha dar yaparak çoklanacak işaret

sayısını arttırmak mümkün olmakla beraber, bu işlem modülasyonlu işaretin bant

genişliğini de arttıracağından iletim ortamının böyle bir işareti iletmeye uygun olup

olmadığı göz önünde tutulmalıdır.

TDM yönteminin özellikle FDM yöntemine göre bazı üstünlüklerinden

bahsetmeden geçmeyelim. TDM'in donanım olarak gerçekleştirilmesi daha kolaydır.

FDM'de her kanal değişik bant kapladığı için özellikle alıcı tarafta her kanal için değişik

bant geçiren filtre gerektirir. Oysa TDM sistemlerde her kanal için aynı devre kullanılır.

Diğer bir üstünlüğü ise kanallar arası girişimin düşük olmasıdır. FDM sistemlerde özellikle

yükselteçlerin lineer olmaması harmonik bozulmaya neden olur. Bu da kanallar arası

girişimi doğurur. TDM sistemlerde yükselteçlerin lineer olmaması böyle bir şeye neden

olmaz. Eğer iletim ortamının bant genişliği yeterli değilse ancak o zaman kanallar arası

girişim meydana gelir.

Örnekleme ile işaretin taşıdığı bilgi değeri küçülmemekle birlikte, örneklenmiş

işaretin enerjisi asıl işaretin enerjisinin çok küçük bir bölümü olur. Bu yüzden örneklenmiş

işaretin SNR'si (işaret/gürültü oranı) asıl işaretin SNR'sine göre düşüktür. Bu olumsuzluğu

ortadan kaldırmak için alıcı tarafta tutma devresi kullanılır. Alıcı bir örneği alırken bir

kondansatör dolar. Aynı işaretin bir sonraki örneği gelene kadar kondansatör bir önceki

örnek değerini saklar. Böylece asıl işaretin basamaklı bir benzeri elde edilmiş olur.

TDMA'de en yaygın olarak kullanılan modülasyon türünün PCM olduğunu daha

önce belirtmiştik. Bu konuya değinmeden önce sayısal işaret hiyerarşilerine bir göz atalım.

Aşağıdaki şekilde telefon haberleşmesi için Japon, ABD ve Avrupa'nın kullandığı

hiyerarşiler verilmiştir.

JAPON ABD AVRUPA

Şekil 6. Sayısal işaret hiyerarşileri

Telefon haberleşmesinde bir kanalın bant genişliği 4kHz olarak alınır. PCM'de

örnekleme frekansı 8kHz dir. Her örnek 8 bit ile kodlanmaktadır. Böylece bir tek kanalın

data hızı 64 kbit/s olur. 1. mertebede 30 kanal çoklanarak 2048 kbit/s hız elde edilir.

Çerçeve senkronlama ve kanal işaretleşme bilgilerini taşıyan 0. ve 31. kanal ile kanal sayısı

32 dir. 2. mertebede ise 4 tane 2048 kbit/s hat çoklanarak 8.448 Mbit/s hıza ulaşılır.

Böylece çoklanan kanal sayısı 120 olmuştur. 3.mertebede 4 tane 8.448 Mbit/s hat

çoklanarak 34.368 Mbit/s hız elde edilir. Çoklanan kanal sayısı da 480 dir. 4. mertebede ise

yine 4 tane 34.368 Mbit/s hat çoklanarak 139.264 Mbit/s hıza ulaşılır. Çoklanan kanal

sayısı da 1920 olmuştur artık. 5. mertebe sistem eğer iletim ortamı fiber-optik kablo ise

3. Mertebe

397.2 Mbit/s 564.992 Mbit/s

97.728 Mbit/s 274.176 Mbit/s 139.264 Mbit/s

32.064 Mbit/s 44.736 Mbit/s 34.368 Mbit/s

6.312 Mbit/s 8.448 Mbit/s

1544 kbit/s 2048 kbit/s

64 kbit/s

X30 X24

X4 X4

X4X7X5

X3 X6 X4

X4X4

5. Mertebe

4. Mertebe

2. Mertebe

1. Mertebe

Temel Kanal

kullanılır. 5. mertebede 4 tane 139.264 Mbit/s hat çoklanarak 564.992 Mbit/s data hızı elde

edilir. Sonuçta çoklanan kanal sayısı da 7680 olur. TDM sistemlerin dışında bir iletim

ortamından bu sayıda kanalı iletebilecek sistem olmasa gerek. FDM sistemler maksimum

2700 kanal iletebilmektedirler.

Biraz da PCM'in nasıl yapıldığından bahsedelim. PCM, analog kaynak işaretinin

sayısala dönüştürülmesinde kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem üç ana işlemden oluşur.

Örnekleme, kuantalama ve kodlama. Örnekleme işlemi analog kaynaktan çok kısa süreli

örneklerin düzgün aralıklarla alınmasıdır. Örnek süresi o kadar kısadır ki değeri sabit

olarak kabul edilebilir. Analog işaretten alınan örnek sonsuz sayıda değer alabilir. Böyle

bir işareti kodlamak için de sonsuz sayıda bit kullanmak gerekir. Böyle bir imkan

olmadığına göre yapılacak iş örneklerin alabileceği değer sayısını sınırlamaktır. Yani

örnekler kademelendirilir. Bu işleme kuantalama denir. Her örnek kuantalandıktan sonra

ikili sayılarla kodlanır. Böylece analog işaret sayısala dönüştürülmüş olur. Elde edilen

sayısal işaret seri hale getirilerek iletim ortamı üzerinden alıcıya iletilir. Alıcıda bu sayısal

işareti yorumlayarak kuantalanmış işareti tekrar elde edecek bir kod çözücü bulunur. Bu

işaret daha sonra ilk kaynak işaretine benzeyecek şekilde filtrelenir.

PCM sistemleri için CCITT tarafından belirlenen önemli öneriler aşağıda

verilmiştir:

Örnekleme hızı: Örnekleme için önerilen nominal değer 8 kHz dir. Bu hızdaki

tolerans ±50ppm olmalıdır.

Kodlama kanunu: Uluslararası devreler için her örnekte 8 adet ikili kod

kullanılmaktadır. Yani bir örnek 8 bit ile kodlanmaktadır. Kodlama için A kanunu

kullanılmaktadır.

Boş kanal gürültüsü: Kanal giriş ve çıkış uçları nominal empedans (600 Ω) ile

kapalı iken boş kanal gürültüsü –65 dBm'i aşmamalıdır.

Kanallararası diyafoni: 700-1100 Hz aralığında ve 0 dBm seviyede sinüsoidal bir

işaret bir kanalın girişine uygulandığında, diğer kanalların çıkış uçlarından alınan diyafoni

seviyesi –65 dBm'i aşmamalıdır.

Biraz da PCM'in çerçeve yapısından söz edelim. TDM yönteminde bir kanaldan

alınan iki örnek arasındaki zaman aralığı çerçeve olarak tanımlanır. Çerçeve, sistemdeki

kanal sayısı kadar zaman dilimine ayrılır. Her zaman diliminde örneği temsil eden 8 bite

karşı gelen 8 darbe iletilir. İlk 15 kanal 1-15, son 15 kanal ise 17-31 arası zaman

dilimlerine yerleştirilir. 0 ile tanımlanan ilk zaman dilimine 8 bitten oluşan sabit bir

senkronlama sözcüğü yerleştirilir. Bu sözcük alış ile veriş arasındaki senkronlamayı sağlar.

İşaretleşme bilgileri de 16. zaman diliminde gönderilir. Böylece bir çerçeve 32 zaman

diliminden oluşur. 16 çerçeve ise bir çoklu çerçeveyi oluşturur. Her çerçeve 125 μs ve her

çoklu çerçeve 16x125 μs =2ms olur. Şekil 7 de çerçeve yapısı, Şekil 8 de ise çoklu çerçeve

yapısı görülmektedir.

Şekil 7. PCM çerçeve yapısı

Şekil 7 ve Şekil 8 de de görüldüğü gibi kanallara ait işaretleşme bilgileri 16. zaman

diliminde iletilmektedir. Her kanal için 4 bit işaretleşme bilgisi gönderilir. 1. çerçevede 1.

ve 16. kanala ait işaretleşme bilgileri, 2. çerçevede 2. ve 17. kanala ait işaretleşme bilgileri

ve devamında 15. çerçevede 15. ve 30. kanala ait işaretleşme bilgileri iletilir.

0 1 2 30 31 0 1 15 16 17 …… ……

1 çerçeve = 125 μs

1 zaman dilimi = 3.9 μs

Çerçeve senkronlama

t

İşaretleşme

Konuşma Konuşma

Kanal No: 1 2 …….. 15 16 …….. 29 30 1

Zaman Dilimi No:

Şekil 8. Çoklu çerçeve içindeki 16. zaman dilimi

Çerçeve no: Çoklu çerçeve senkronlama sözcüğü

Kanal 1 Kanal 16

Kanal 2 Kanal 17

Kanal 3 Kanal 18

Kanal 4 Kanal 19

Kanal 14 Kanal 29

Kanal 30Kanal 15

Çoklu çerçeve senkronlama sözcüğü

0

1

2

3

4

14

15

0

1

1 çoklu çerçeve 16x125 μs = 2 ms

: : : : :

3. FREKANS PAYLAŞIMLI ÇOKLU ERİŞİM (FDMA)

Gönderilecek işaretin band genişliği genellikle iletim ortamının band genişliğinden

oldukça küçüktür. Bu yüzden bir iletim ortamını tek bir işaretin gönderilmesi için tahsis

etmek pek uygun olmaz. Hele hele uzay gibi bir iletim ortamının tek bir kullanıcı

tarafından kullanılması hiç düşünülemez.

Aynı frekans bandını kapsayan birçok işaretin tek bir iletim ortamından

gönderilmesinin bir çaresi de bu işaretlerin frekans bandındaki yerlerini kaydırmaktır.

Böylece frekans domeninde farklı yerler kaplayan işaretler zaman domeninde toplanarak

bir tek iletim ortamı üzerinden alıcı tarafa gönderilmiş olurlar. Alıcı tarafta bu işaretler

süzgeçler yardımıyla birbirlerinden ayrılabilirler. Daha sonra bu işaretler yeniden ilk

kapsadıkları frekans bandına kaydırılırlar. Böylece gönderilen işaretler yeniden elde

edilmiş olur.

İşaretlerin frekans domeninde farklı bölgelere kaydırılması işlemi modülasyondan

başka bir şey değildir. Modülasyon yardımı ile hem işaretlerin bandı kaydırılmaktadır hem

de işaretler iletime uygun bir hale getirilmektedir. Düşük frekanslarda anten boyutlarının

ne kadar büyük olacağı düşünülürse modülasyonun gerekliliği daha iyi anlaşılır.

Şekil 9. FDMA (Frequency Division Multiple Access)

İletim Ortamı

BGS w1

BGS w2

BGS wn

w1

w2

wn

w1

w2

wn

: :

: :

f1(t)

f2(t)

fn(t)

f1(t)

f2(t)

fn(t)

Şekil 10. Kaynak işaretlerinin ve çoklanmış işaretin spektrumları

Şekil 10 da spektrumları verilen f1(t), f2(t), … fn(t) kaynak işaretleri frekans

bandında birbirleriyle çakışmayacak şekilde uygun taşıyıcılarla modüle edilerek toplanıp

iletim ortamına verilirler. Alıcı tarafta ise değişik merkez frekanslı BGS (band geçiren

süzgeç)'ler yardımıyla işaretler birbirlerinden ayrılırlar. Daha sonra vericide modüle

edildikleri taşıyıcılarla tekrar çarpılarak ilk bandlarına indirilirler. Böylece orijinal işaretler

yeniden elde edilmiş olur. Burada, verici ve alıcı tarafta kullanılan taşıyıcıların senkron

olması gerekmektedir. Bu ise vericiden alıcıya referans bir sinüzoidal işaret (308 kHz)

gönderilerek yapılır. Ayrıca kullanılan süzgeçlerin de kaliteli olmaları gerekir.

FDM tekniği tamamen analog bir çoklama tekniğidir. FDM sisteme giren bilgi

analogdur ve iletim boyunca analog olarak kalır. FDM hiyerarşisinin temelini kanal

oluşturur. Kanal bandı 0-4 kHz aralığını kapsayan banttır.

4 kHz band genişliğine sahip 3 adet kanal sırasıyla 12, 16 ve 20 kHz taşıyıcılarla

modüle edilerek 12-24 kHz bandını kaplayan bir pregrup (öngrup) elde edilir. Burada

kullanılan modülasyon çeşidi taşıyıcısı bastırılmış üst yan bant genlik modülasyonudur.

Bundan sonraki kademelerde alt yan bant alınmaktadır.

……

f

F1(f)

fm f

F2(f)

fm f

Fn(f)

fm

f

FFDMA(f)

w1 w2

……

wn

Şekil 11. Kanal modülasyonu ve öngrup oluşumu

Daha sonra 12-24 kHz bandındaki 4 adet öngrup sırasıyla 84, 96, 108 ve 120 kHz

taşıyıcılarla modüle edilerek 60-108 kHz bandını kapsayan ve 12 kanal ihtiva eden grup

elde edilir.

Şekil 12. Öngrup modülasyonu ve grup oluşumu

Elde edilen grup işaretine bir de 84.08 kHz frekanslı bir sinüzoidal işaret enjekte

edilir. Grup pilotu olarak adlandırılan bu işaretin görevi, alıcı tarafta kanalların ne kadar

zayıfladığı ve ne kadar bozulmaya uğradığı hakkında bilgi vermektedir. Seviyesi işaret

seviyesinden 20 dB daha düşüktür. Alıcı tarafta işaret seviyesi –53 dB, pilot seviyesi –73

dB olsun istenir. Buna göre gerekli kuvvetlendirme işlemleri yapılır.

4 kHz 0

4 kHz 0

4 kHz 0

20 kHz

16 kHz

12 kHz 24 kHz 12 kHz

12 kHz 24 kHz

12 kHz 24 kHz

12 kHz 24 kHz

12 kHz 24 kHz

120 Khz

84 Khz

108 Khz

96 Khz

60 kHz 108 kHz

84.08 kHz

Şekil 13. Grup modülasyonu ve süpergrup oluşumu

Daha sonra 60-108 kHz bandını kaplayan 5 adet grup, Şekil 13 de görüldüğü gibi

modüle edilerek 60 kanal kapasiteli, 312-552 kHz bandını kaplayan ve 240 kHz band

genişliğine sahip olan süpergrup elde edilir. Pilot işareti ise 411.92 kHz dir.

Bir sonraki adımda 15 adet süpergrup uygun taşıyıcılarla modüle edilerek (1.

süpergrup modüle edilmeden alınır) 900 kanal kapasiteli 312-4028 kHz bandını kaplayan

ve band genişliği 3.716 MHz olan 1. mastergrup elde edilir. Buraya kadar çoklanan

işaretler arasında güvenlik bandı bırakılmamaktaydı. Fakat bu noktadan itibaren

süpergruplar arasında 8 kHz güvenlik bandı bırakılmaktadır. (1. süpergrup ile 2. süpergrup

arasında 12 kHz güvenlik bandı vardır.) Çünkü frekans yükseldikçe hassas süzgeç yapımı

zorlaşmaktadır. 1. mastergrup pilotu ise 1552 kHz dir.

Süpergrup modülasyonunu ve mastergrup oluşumunu gösteren şekil aşağıdadır.

108 kHz 60 kHz

612 kHz

108 kHz 60 kHz

564 kHz

108 kHz 60 kHz

420 kHz 108 kHz 60 kHz

468 kHz 108 kHz 60 kHz

516 kHz 411.92 kHz

552 kHz 312 kHz

Şekil 14. Süpergrup modülasyonu ve mastergrup oluşumu

Son adımda ise 2 veya 3 master grup çoklanarak RF katına gönderilecek işaret elde

edilir. 1. mastergrup modüle edilmeden, 2. mastergrup 8432 kHz ile ve 3. mastergrup

12648 kHz ile modüle edilir. Böylece 312-12336 kHz bandını kapsayan, 2700 kanal

kapasitesine sahip ve yaklaşık 12 MHz band genişliği olan bir işaret elde edilmiş olur.

Alıcı merkezde demodülasyon için gerekli olan taşıyıcıları verici ile senkronlamaya

yarayan 308 kHz senkronizasyon pilotunun da eklenmesiyle, işaret artık antenden

iletilebilecek şekle getirilip (daha yüksek frekanslara çıkarılıp kuvvetlendirilmesi) iletim

ortamına verilmeye hazırdır.

4340 kHz

552 kHz 312 kHz 4092 kHz

552 kHz 312 kHz 3844 kHz

552 kHz 312 kHz

552 kHz 312 kHz

1116 kHz

552 kHz 312 kHz

: : : :

4028 kHz 312 kHz

1552 kHz

Şekil 15. 3 mastergrupun çoklanması sonucu elde edilen işaretin spektrumu

308 312

1552

4028 4404

6880

8120 8620

11096

12336 f(kHz)

FFDMA(f)

4. KOD PAYLAŞIMLI ÇOKLU ERİŞİM (CDMA)

FDMA'de kullanıcılar belli bir band genişliği ile sınırlıdırlar. Fakat ne zaman iletim

yapabilecekleri konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. TDMA'de ise kullanıcılar belli

bir zaman dilimi ile sınırlıdırlar. Fakat hangi bandı veya frekansı kullanacakları konusunda

herhangi bir kısıtlama yoktur. CDMA'de ise zaman veya frekans konusunda herhangi bir

kısıtlama yoktur. Kullanıcı istediği zaman istediği bantta ve istediği frekansı kullanarak

iletim yapabilir. Kullanacağı kanala tahsis edilmiş olan bandın tamamını veya bir kısmını

istediği gibi kullanabilir.

Her kullanıcının kendine özel ve diğer kullanıcıların koduyla ortogonal (dik) olan

bir kodu vardır. Pseudonoise sequence (PN dizisi) olarak da adlandırılan bu kodlar

birbirine dik olduğu için kullanıcılar birbirlerini rahatsız etmezler. Bu kodlar ikili diziler

şeklindedir. 2n-1 bit uzunluğunda sınırlı sayıda birbirine dik olan kod vardır. Kullanıcı

sayısını arttırmak için ve kodların çalınmasını önlemek için çok uzun kodlar kullanılır.

Aşağıdaki şekilde basit olarak CDMA'in nasıl yapıldığı görülmektedir.

Şekil 16. CDMA modülatör ve demodülatör

Bilgi

Kod Taşıyıcı

Vericiye

Taşıyıcı Kod

Bilgi

a) Modülatör

b) Demodülatör

CDMA tekniğinde band sınırlaması olmadığını daha önce belirtmiştik. Bildiri

işaretinin spektrumuna bağlı olarak iletim ortamına verilen işaretin band genişliği artar.

Yani bildiri işareti 4 kHz band genişliğine sahip ve kullanıcı kodu 15 bit ise iletim

ortamına verilen işaretin band genişliği 15x4 = 60 kHz olur. Bildiri işareti frekans

bandında yayılmış olmaktadır. Bu yüzden CDMA'e tayfa yayılmış (spread spektrum) çoklu

erişim de denir.

Gönderilecek olan bilginin her bir biti kullanıcı kodu ile çarpılır. 1 göndermek için

pozitif kod sözcüğü, 0 göndermek için negatif kod sözcüğü ile çarpma yapılır. Böylece

bilgi yayılır. Daha sonra bir taşıyıcı ile modüle edilerek yüksek frekanslara çıkarılır ve

iletim ortamına verilir. Alıcı tarafta ise önce aynı taşıyıcı ile modüle edilip eski bandına

düşürülür. Alıcı taraftaki taşıyıcının vericideki taşıyıcı ile senkron olması gerekir. Bunu

sağlamak için alıcıda faz dedektörü kullanılır. Daha sonra kod sözcüğü ile gelen datalar

korelasyona tabi tutulur. Korelasyonun ilk tepe verdiği yerden itibaren senkronizasyon

sağlanmış demektir. Bundan sonra alınan tepe değeri pozitif ise bilgi 1, tepe değeri negatif

ise bilgi 0 olarak algılanır.

Şekil 17. CDMA sistem verici taraf blok şeması

Kullanıcı 1

PN1 Cosw1t

Kullanıcı 2

PN2 Cosw2t

Kullanıcı n

PNn Coswnt

.

.

.

5. FREKANS ATLAMALI CDMA (FH-CDMA)

Bu yöntemde taşıyıcı frekansı belirli aralıklarla değiştirilmektedir. Kullanılabilir

band genişliği daha bantlara ve iletim süresi de daha küçük zaman dilimlerine

bölünmüştür. Böylece iletim yapılan frekans bandı devamlı olarak değiştirilmektedir.

Böylece hem spektrum yayılmakta hem de frekans bandı devamlı değiştirilmektedir.

Kullanıcı kodu başkaları tarafından bilinse bile atlama paterni bilinmediği taktirde, bilginin

çalınması yoktur. Özellikle çok gizlilik gerektiren (askeri amaçlı) haberleşme sistemlerinde

bu yöntem sıkça kullanılır. Frekans atlaması paterni ikili bir kod tarafından belirlenir.

Aşağıdaki şekilde atlama paterninin değişimi görülmektedir.

Şekil 18. Frekans atlama paterni

f

t t1 t2 t3 t4 t5 t6

f1

f2

f3

f4

f5

Atlama paterni

6. ORTOGONAL FREKANS PAYLAŞIMLI ÇOKLAMA (OFDM)

OFDM, sayısal haberleşme teknikleri içerisinde çok önemli bir yere sahiptir. Henüz

yeni yeni uygulamaya geçilmektedir. Asıl önemi ise HIPERLAN (High Performance Local

Area Network) standardı için seçilmiş teknik olmasından kaynaklanmaktadır. Seçilmesinin

bir kaç önemli sebebi vardır. En önemli sebep, ayrılmış olan bandın dışına taşma olmadığı

için hem komşu kanalları rahatsız etmiyor, hem filtreleme gerektirmiyor ve hem de

demodülasyon işlemi çok kolay. Aşağıdaki şekilde bir OFDM sistemin blok şeması

verilmiştir.

Şekil 19. OFDM sistemi blok şeması

Sistemin girişine gelen analog datalar önce paralele çevrilir. Paralel hat sayısını

belirleyen etken, kullanılacak olan bant genişliğidir. Eğer bant genişliği çok büyükse sub-

carrier sayısı arttırılabilir. Sub-carrierler, blok periyodu T olmak üzere 1/T, 2/T, 3/T, …

olarak alınırlar. QAM encoder yardımıyla datalar sayısala çevrilir. Daha sonra ters FFT

işlemi yapılacaktır. Bu işlem aslında 1 için pozitif, -1 için negatif sub-carrierların

toplanmasıdır. Paralel olarak gelen bitlerden 1. bit 1 ise Sinwt -1 ise –Sinwt, 2. bit 1 ise

Sin2wt -1 ise –Sin2wt, 3. bit 1 ise Sin3wt -1 ise –Sin3wt şeklinde toplanmaktadır. Böylece

bitlere bağlı olarak N adet sub-carrierin toplamından oluşan bir işaret elde edilir. Bütün bu

işlemler ayrık olarak yapılmaktadır. Daha sonra bu datalar seriye ve sonra da analog işarete

dönüştürülür. En sonunda ise yüksek frekanslara çıkarmak için modüle edilir ve iletim

ortamına verilir.

S/P QAM encoder

Ters FFT P/S Verici Data

P/S QAM decoder

FFT S/P Alıcı Data

DAC

ADC

OFDM Modülatör

OFDM Demodülatör

Alıcı tarafta ise tekrar modüle edilerek normal bandına getirilir. Daha sonra ADC

yardımıyla sayısala ve sonra da paralele dönüştürülür. FFT algoritması yardımıyla

gönderilen bitler belirlenir. Bu işlem aslında, gönderilen OFDM işareti içerisinde sub-

carrierların işaretlerinin belirlenmesi işlemidir. Böylece gönderilen dataların sayısal hali

elde edilmiş olur. Daha sonra QAM encoder yardımıyla orjinal datalar elde edilir. Bu

dataların tekrar seriye çevrilmesiyle işlem tamamlanmış olur.

Şekil 20. OFDM işaretinin elde edilişi

Yukarıdaki şekilde a0, a1, … aN-1 paralel bitleri göstermek üzere OFDM işaretinin

elde edilişini göstermektedir. Aşağıdaki şekillerde ise değişik bit dizileri için OFDM

işaretleri görülmektedir. Alıcı tarafta FFT yaparak bu işaretlerin içerisinde taşıyıcıların

hangi işaretle yer almakta oldukları, dolayısıyla gönderilen bitler belirlenmektedir.

a0

Sinwt

a1

Sin2wt

aN-1

SinNwt

OFDM işareti

.

.

.

Şekil 21. –1 –1 1 –1 –1 –1 –1 –1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti

Şekil 22. 1 1 1 1 1 1 1 1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 0 .1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 .7 0.8 0.9 1-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

Şekil 23. –1 –1 –1 –1 –1 –1 –1 –1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti

Şekil 24. –1 1 –1 1 –1 1 1 –1 gönderilmesi durumunda OFDM işareti

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-6

-4

-2

0

2

4

6