Error Rate Analysis of GF(q) Network Coded Detect-and-Forward Wireless Relay Networks Using Equivalent Relay Channel Models

This paper investigates simple means of analyzing the error rate performance of a general q-ary Galois Field network coded detect-and-forward cooperative relay network with known relay error statistics at the destination. Equivalent relay channels are used in obtaining an approximate error rate of the relay network, from which the diversity order is found. Error rate analyses using equivalent relay channel models are shown to be closely matched with simulation results. Using the equivalent relay channels, low complexity receivers are developed whose performances are close to that of the optimal maximum likelihood receiver.Comment: 28 pages, 10 figures. This work has been submitted to the IEEE for possible publication. Copyright may be transferred without notice, after which this version may no longer be accessibl

Ga Q Ağ Kodlamalı Telsiz Ağlarda Esdeğer Röle Kanalı Yaklaşımı

This thesis investigates efficient transmission techniques, the development of receivers with low computational complexity, and their analyses for q-ary Galois Field network coded wireless cooperative relay networks. Hard and soft decision maximum likelihood detection is performed at the receiver and soft and hard information relaying techniques are considered at the relay node. In soft-information relaying, analog data is transmitted from the relay node to the destination, whereas in hard-information relaying, digitized data is sent. The error performances of the new receivers are compared to that of the optimal receiver. Error rates of the optimum hard and soft decision receivers are obtained for relay networks with errorless and error-prone source-relay links, where an approximation technique, known as the equivalent relay channel method, is used.Bu tezde, q-lu Galois alanlı ağ kodlamalı telsiz işbirlikçi röle ağlarında verimli iletim yöntemleri araştırılmış, düşük-karmaşıklıklı alıcı yapıları geliştirilmiş ve analizleri yapılmıştır. Alıcıdaki sert ve yumuşak kararlı en büyük olabilirlik kestirimi kuralları çıkartılmış ve kullanılmıştır. Rölede yumuşak ve sert kararlı röleleme yöntemleri ele alınmıştır. Yumuşak-kararlı rölelemede, röleden analog veri, sert-kararlı rölelemede ise, sayısallaştırılmış veri alıcıya gönderilir. Geliştirilen alıcı yapılarının başarımları optimum alıcının başarımı ile karşılaştırılmıştır. Kaynak-röle kanalının hatasız ve hatalı modellendiğindiği durumlar için sistemin hata oranları elde edilmiştir. Hata başarım analizinde matematiksel kolaylığının sağlanması açısından yaklaşıklama yöntemi olan eşdeğer röle kanal modeli kullanılmıştır

Gürültülü telsiz ağlar için ağ kodlaması sahipleri

TÜBİTAK EEEAG01.09.2012Telsiz ağlarda ağ kodlaması telsiz haberleşmede yeni araştırma alanlarından biridir. Ağ kodlaması, kendisi de nispeten yeni bir araştırma alanı olan kullanıcı işbirliği kavramını içerir. Kullanıcı işbirliğinde gezici düğümler, birbirlerine röle işlevi görerek işbirliği içinde iletimlerini gerçekleştirirler. Ağ kodlamasında ise değişik düğümlerin mesajları birleştirilir. Telsiz ağların tüme gönderim yapısı ağ kodlaması ve işbirliğini beraber kullanarak çeşitleme kazancı ve bilgi iletim hızını artırma fırsatları sağlar. 110E088 nolu TÜBİTAK projesinde, işbirlikli ağ kodlaması yöntemlerinin telsiz ağlarda uygulanmasınde kuramsal altyapı oluşturma konusunda literatüre katkılar sağlanmıştır. Telsiz ağlarda ağ kodlaması konusu, telsiz kanalın temel özellikleri olan gürültülü ve sönümlemeli kanal modeli içerisinde ele alınmıştır. Öncelikle üç düğümlü küçük bir telsiz ağ üzerinde çeşitli ağ kodlaması yöntemleri benzetim ve analiz yöntemleri ile karşılaştırılmış ve pratikte kullanmak için en uygun yöntemler ortaya çıkarılmıştır. Daha sonra çok düğümlü genel ağlarda ağ kodlaması için yeni yöntemler geliştirilmiş, bu yöntemlerin bit hata oranı ve çeşitleme kazancını incelemek için yeni analiz yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin karşılaştırmaları ve analizleri, ağ kodlamasının gerçekçi telsiz ağ modelleri için getireceği kazançların daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır. Ağ kodlaması gelecekteki hücresel, tasarsız ve algılayıcı telsiz ağlarda kullanılmaya aday bir teknik olduğu için, bu probleme yapılan katkılar gelecekte kullanılacak telsiz haberleşme teknolojilerinin belirlenmesinde çok önemlidir. Gürültülü telsiz ağlar için yeni ağ kodlaması protokolleri gelecekteki çok çeşitli ölçekteki telsiz ağlarda uygulanabilir.Network coding in wireless networks is one of the new areas of research in the field of wireless communications. Network coding involves the concept of user cooperation, which is also a relatively recent area of research in wireless communications. In user cooperation, the mobile nodes cooperate to assist and act as relays for one another. In network coding the messages of different nodes are combined. The broadcast nature of wireless networks allows using network coding with cooperation which provides opportunities to enhance diversity and data rates. In TUBITAK project no 110E088, contributions to literature have been made in establishing the theory for utilizing cooperative network coding methods in wireless networks. Network coding in wireless networks is studied in the context of noisy fading channel model. First, several network coding methods are compared via simulations and analysis on a small wireless network with three nodes, and the methods which are most suitable in practical systems are determined. Then, novel methods for network coding for general networks with many nodes, and analytical methods are developed to investigate the bit errors rates and diversity gains of these methods. The comparisons and analyses of these techniques have lead to a better understanding of the gains of network coding for realistic wireless network models. As network coding is a candidate technology for future cellular, ad hoc, and sensor wireless networks, the impact made on this problem ıs crucial for the determination of future wireless communication technologies. Novel network coding protocols for noisy wireless models are likely to lead to applications in future wireless networks of various scales