Code design for energy harvesting and joint energy and information transfer using run length limited codes
Enerji hasadı ve ortak enerji ve bilgi transferi için çalışma uzunluğu sınırlı kodları kullanarak kod dizaynı
- Tez No: 514045
- Danışmanlar: PROF. DR. TOLGA METE DUMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Enerji hasadı gerçekleştiren veya kablosuz enerji transferinden yararlanan kablosuz ağlar son yıllarda giderek popüler hale gelmektedir. Bu ağlarda kullanıcılar iletim için gerekli enerjiyi dışarıdan bir kaynaktan elde ederler ve herhangi bir batarya yenilenmesine gerek kalmaz. Dolayısıyla, bu ağlar kablosuz sensör ağları, kablosuz beden ağları ve nesnelerin interneti dahil olmak üzere birçok alanda uygulamalar için önemli bir potansiyel teşkil etmektedir. Enerji hasadı ve ortak enerji ve bilgi transferi konusunda bilgi kuramı ve iletişim yönünde birçok gelişme olsa da, bu konular üzerinde pratik kodlama yönünde sınırlı sayıda çalışma yapılmıştır. Bu tezde, toplamsal beyaz Gaussian gürültülü (AWGN) ikili enerji hasadı iletişim kanalları üzerinde haberleşme amacıyla seri sıralanmış bir kodlama şeması öneriyoruz ve uzun ve kısa blok uzunluklarında açık ve uygulanabilir kodlar dizayn ediyoruz. Uzun ve kısa kodların her ikisi için de gerekli doğrusal olmayan girdi dağılımını elde etmek için çalışma uzunluğu sınırlı (RLL) kodları kullanıyoruz. Blok uzunluğu yüksek kodlar için düşük yoğunluklu parite kontrol (LDPC) kodları, kısa blok uzunluklu kodlar içinse kıvrımlı kodları dışsal hata düzeltici kod olarak kullanıyoruz. Kodçözme yöntemi olarak yüksek blok uzunluklu kodlar için yinelemeli bir kodçözücü kullanırken, düşük blok uzunluklu kodlarda kıvrımlı ve RLL kodların birleşimi için Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv (BCJR) algoritmasından yararlanıyoruz. Bunun yanında, enerji hasadı için yaptığımız çalışmaları benzer kodlama şemalarının kullanılabilmesi sebebiyle ortak enerji ve bilgi transferi konusunda genişletiyoruz. Sayısal örnekler yüksek blok uzunluklu kodlarda içsel bir RLL kodla beraber optimize edilen yeni kodların standart AWGN kanalları için optimize edilmiş kodlara göre yüksek performans sağladığını, düşük blok uzunluklu kodlarda ise yüksek asgari uzunluğa sahip birleşik kıvrımlı ve RLL kodların yüksek performans gösterdiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Energy harvesting wireless networks and networks that benefit from wireless energy transfer have become popular in the last decade. In these networks, the users can obtain the required energy for transmission from an external source, which eliminates the need of battery replacement. Therefore, such networks have a high potential for applications in different areas including wireless sensor networks, wireless body networks and Internet of Things (IoT). While there have been many advancements for energy harvesting communications and joint energy and information transfer from information and communication theoretic perspectives in the literature, these subjects have not been studied from a practical coding and transmission point of view in depth. With the above motivation, in this thesis, we propose a serially concatenated coding scheme to communicate over binary energy harvesting communication channels with additive white Gaussian noise (AWGN), and design explicit and implementable codes for both long and short block lengths. Run length limited (RLL) codes are used to induce the required nonuniform input distributions for both cases. We employ low density parity check (LDPC) codes for long block lengths, while for short block length designs, we utilize convolutional codes for error correction. We consider different decoding approaches for the two cases, i.e., an iterative decoder is used for the former while Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv (BCJR) algorithm over the product trellis of the convolutional and run length limited codes is used for the latter. Also, by noticing that similar coding solutions can be employed, we extend our work to joint energy and information transfer for both scenarios. Numerical examples demonstrate that the newly optimized codes with an inner RLL code are superior to the point-to-point optimal codes for AWGN channels for long block lengths when energy harvesting or joint energy and information transfer is considered, and that, for the short block length case, concatenated convolutional and RLL codes with higher minimum distances offer excellent performance.
Benzer Tezler
- Coding schemes for energy harvesting and multi-user communications
Enerji hasadı yapılan ve çok-kullanıcılı haberleşme sistemleri için kodlama yöntemleri
MEHDI DABIRNIA
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TOLGA METE DUMAN
- Piezoelektrik malzemelerle enerji hasatı
Energy harvesting using piezoelectric materials
EMRE TÜFEKÇİOĞLU
Doktora
Türkçe
2014
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN DOĞAN
- Çelik konstrüksiyonlu hacim kontrollü sera tasarımı, enerji korunumu ve ısıtma borularının korozyon özelliklerinin araştırılması
Steel constructed greenhouse design with volume controlling, energy saving and investigation of corrosion properties of the heating pipes
NURULLAH KIRATLI
Doktora
Türkçe
2003
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM IŞIK
YRD. DOÇ. DR. BEHÇET GÜLENÇ
- Organik tabanlı güneş hücrelerinde kullanılabilecek ftalosiyaninlerin hesapsal olarak araştırılması, tasarımı ve sentezi
Design, computational screening and synthesis of novel phthalocyanines as organic based solar cell materials
MERAL ARI
- A MEMS thermoelectric energy harvester for energy generation in mobile systems
Mobil sistemlerde enerji harmanlama için MEMS termoelektrik enerji üreteci
EMRE TAN TOPAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
PROF. DR. TUNA BALKAN