Electrical - Electronic Engineering / Elektrik - Elektronik Mühendisliği

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/11

Browse

Filters

2005 - 200992010 - 2019332020 - 20238

Settings

Author: search.filters.author.Özbek, BernaScopus Q: search.filters.scopusQuartile.N/A

Search Results

Now showing 1 - 10 of 50
  • Conference Object
    Carrier Frequency Offset Based Shared Randomness for Secure Transmission in M-Psk Noma
    (IEEE, 2023) Göztepe, Caner; Karabulut Kurt, Güneş; Özbek, Berna
    Power domain non-orthogonal multiple access (NOMA) enhances spectral efficiency by superposing multiple users in the same time-frequency resource block at the expense of exposing the users' data. However, current approaches to improve the secrecy levels of users are limited to rate reduction. This paper proposes a secure NOMA system based on the shared randomness extracted from the reciprocal carrier frequency offsets (CFOs) between the transmitter-receiver pairs for M-ary phase-shift keying. As multiple users will have physically separated oscillators, it will result in independent CFOs among users. This randomness is used to introduce a constellation rotation in the transmitted symbols. We show that under ideal CFO estimates, the proposed approach achieves perfect secrecy among all NOMA users without introducing any rate reduction. We also demonstrate the practical applicability of the proposed approach by using a software-defined radio-based test bed. © 2023 IEEE.
  • Conference Object
    A Framework for Physical Layer Network Coding With Multiple Antennas for Bpsk
    (IEEE, 2023) İlgüy, Mert; Özbek, Berna
    Physical layer network coding (PNC) is combined with multiple antennas to increase the spectral efficiency of wireless communication systems. In this work, we present a PNC framework including both uplink and downlink for binary phase shift keying (BPSK). In the uplink, we propose a scheme for detecting network-coded symbol (NCS) with reduced complexity. For the downlink, we propose a transmission scheme of NCS through maximum ratio transmission (MRT) by defining the precoding vector as an average of users' channels. The bit-error-rate (BER) performances and the comparison results with the conventional scheme in both downlink and uplink are provided for the proposed low-complexity PNC framework.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 2
    Citation - Scopus: 2
    Physical Layer Network Coding Enabled Noma With Multiple Antennas
    (IEEE, 2022) İlgüy, Mert; Özbek, Berna; Okyere, Bismark; Musavian, Leila; Pereira, Aathur
    In this work, a combination of non-orthogonal multiple access (NOMA) with multiple antennas and physical layer network coding (PNC) scheme is proposed to increase the overall data rate. In the proposed scheme, we employ higher-order modulations for the users with relatively high signal-to-noise ratio (SNR) in the PNC-NOMA pair to increase the data rate. Meanwhile, lower-order modulations are chosen for the users with relatively lower SNR values in the PNC-NOMA pair. We showed the results in terms of bit error rate (BER) for different number of antennas and users in the proposed PNC-NOMA scheme. © 2022 IEEE.
  • Conference Object
    Citation - Scopus: 1
    Interference Mitigation for Device-To Based Cellular Communications
    (IEEE, 2022) Acar, Süleyman Onur; Özbek, Berna
    Device-to-device (D2D) communication underlaying cellular networks can improve the performance of cellular systems and it provides an effective way to meet growing mobile traffic and capacity demand. When user equipments are located in close proximity, they can communicate through direct links. In this case, D2D links can increase both energy and spectrum efficiency by reusing uplink (UL) cellular resources while satisfying the users' quality-of-service requirements. However, integrating D2D links into the cellular infrastructure causes an interference since D2D communication can increase co-channel interference and degrade cellular users' transmission link quality. In this paper, the interference mitigation techniques including power control, multiple antenna and resource allocation based on graph coloring are proposed for D2D communications underlaying cellular systems to increase the data rate of both the cellular users and D2D pairs. Compared to the prior works, in the proposed algorithm, D2D and cellular users have same priority for resource allocation. Finally, the proposed algorithm improves the overall system capacity significantly.
  • Research Project
    Çoklu-antenli çoklu-taşıyıcılı kablosuz iletişim sistemleri için verimli çok-kullanıcılı özkaynak yerleşim algoritması tasarımı
    (2010) Özbek, Berna
    Gelecek nesil kablosuz iletişim sistemlerinin artan veri iletim hızlarına olan taleplerinin limitli bantgenişliğine ve çokyollu iletimden kaynaklanan semboller arası karışıma sahip olan gezgin iletişim kanallarında güvenilir bir şekilde sağlaması hedeflenmektedir. Uyarlanır özkaynak yerleşimi, kablosuz iletişim sistemlerinde hem servis kalitesininin hem de spektral verimliliğin arttırması açısından önemlidir. Baz istasyonuna göre farklı konumlarda olan kullanıcılar için gerçekleştirilen özkaynak yerleşiminin çoklu kullanıcılı, çoklu antenli ve çokyollu gibi çeşitleme kazançlarını ortaya çıkarması beklenmektedir. Dikgen frekans bölmeli çoğullama (DFBÇ) hem yüksek veri hızlarını hem de çoklu kullanıcı uygulamalarını desteklediği için çoklu-taşıyıcılı teknikler arasında ön plana çıkmaktadır. DFBÇ ile kullanıcılar farklı zaman aralıklarına ve farklı frekans bantlarına yerleştirilerek çoklu-yollu ve çoklukullanıcı çeşitleme kazançları elde edilebilir. Ayrıca, DFBÇ tabanlı sistemlerin performansları çoklu anten teknikleri kullanılarak arttırılabilir. Bu projenin amacı, kullanıcıların talepleri doğrultusunda tüme gönderim ya da çoğa gönderim uygulamaları için özkaynak yerleşimini çoklu-antenli çoklu-taşıyıcılı sistemler için verimli bir şekilde gerçekleştirmektir. Bu amacın gerçekleştirilmesi için, çoklu kullanıcılı çoklu antenli özkaynak yerleşiminin kuramsal kazançları elde edilmiş; DFBÇ tabanlı sistemlerde verimli özkaynak yerleşim algoritmaları tasarlanmış; çoğa gönderim uygulamaları için verimli önkodlama teknikleri geliştirilmiş; özkaynak yerleşiminin yapılabilmesi için gerekli bilgilerin baz istasyonuna iletilebilmesi için düşük veri hızında geri besleme kanalı tasarlanmıştır. Geliştirilen algoritmaların performansları kablosuz ağ standartları gözönünde bulundurularak gösterilmiş ve elde edilen kazançlar çeşitli özkaynak yerleşim algoritmalarının sonuçları ile karşılaştırılmıştır.
  • Research Project
    Zaman-uzamsal imzaya dayalı güvenli çok-girişli çok-çıkışlı kablosuz haberleşme sistemi
    (2016) Özbek, Berna; Karabulut Kurt, Güneş
    Kablosuz haberlesme sistemlerinde kullanılan kanalın açık bir ortam olması ve iletilen isaretin vericinin kapsama alanı içerisinde kalan her alıcının erisimi dahilinde olması, gizli dinleme türü, pasif güvenlik ihlallerine olanak saglamaktadır. Bu ihlallere karsı günümüzde kullanılan güvenlik sistemleri, sifreleme çözümlerine dayanmaktadır. Fakat söz konusu verilerin gönderici tarafta sifrelenmesi ve alıcı tarafta sifre çözme isleminin yapılması gecikmeyi daha da arttıracaktır. Bu sebeple sifreleme yöntemleri, gecikmeye duyarlı gerçek zamanlı iletisim sistemlerinde güvenlik seviyesini yüksek tutacak düzeyde yapılamamaktadır. Ayrıca sifrelemede olusan hesaplama karmasıklıgı, tasınabilir cihazların pil kullanım ömrünü azaltmaktadır. Veri iletimindeki güvenlik seviyesinin arttırılması önemli bir problemdir ve halen çözüm beklemektedir. Yeni nesil haberlesme sistemlerinde kullanılan çoklu antenli yapılar ile uzayda iletim seçiciligi saglanarak güvenlik çözümleri gelistirilebilir. Bu projede, çoklu girisli çoklu çıkıslı (MIMO) dikgen frekans bölmeli çogullama (OFDM) tabanlı kablosuz haberlesme sistemlerinde uzay, zaman ve frekanstaki seçicilik özelliklerini kullanarak kanal imzaları hem iç mekan ve hem de dıs mekan uygulamaları için çıkartılmıstır. Yetkili kulllanıcıya iletilecek verinin güvenliginin saglanması ve gizli alıcılar tarafından sezinlenme olasılıgı azaltmak için kablosuz kanalın faz ve genlik bilgisi nicemlenmis ve hüzmeleme yöntemi gerçeklestirilmistir. Projemiz iki is paketi olarak planlanmıs ve her bir is paketinin hedeflerine ulasılmıstır. Ilk is paketinde MIMO-OFDM tabanlı kablosuz haberlesme sistemleri için verimli fiziksel katman güvenlik yöntemleri tasarlanmıstır. Gelistirilen kod kitapçıgı, kullanıcı seçimi ve önkodlama yöntemleri ile MIMO-OFDM tekniginin uzay, zaman ve frekans seçicilik avantajı kullanılarak, gizli dinleyici saldırıları mevcut tekniklere göre daha verimli olarak engellenmis ve güvenlik kapasitesi arttırılmıstır. Ikinci is paketinde ise MIMO-OFDM sistemi için fiziksel katman güvenliginin yazılım tabanlı radyo dügümleri ile gerçeklenmesi yapılmıstır. Karsılıklı kanal özelligi ile sifreleme için kullanılacak anahtarların uzunlugu belirlenmis ve güvenlik anahtarı çıkarımı için anahtar hata oranının teorik analizi elde edilmistir.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 2
    Citation - Scopus: 2
    Limited Feedback Design for Massive Full Dimension Mimo Systems
    (IEEE, 2022) Özbek, Berna; Arslan, Caner; Demirtaş, Mahmut; Şahan, Hüsne; Kadı, Furkan Kerim; Elçi, Erdem
    Massive Multiple-input Multiple-output (MIMO) systems serve simultaneously multiple users to increase spectral efficiency in wireless communication systems. Using two dimension antenna design for massive MIMO systems namely massive FD-MIMO, the overall system performance is further improved. For the massive FD-MIMO systems, the availability of channel state information (CSI) at the base station is essential to achieve overall performance gain. In this paper, we design limited feedback link for massive FD-MIMO by designing two separate codebooks for horizontal and elevation domains to reduce the feedback load. The simulation results are provided for the proposed scheme by considering 3-dimension wireless channel models.
  • Conference Object
    Citation - Scopus: 1
    Yüksek İrtifa Platform İstasyonları için Korelasyon Matrisinin Yaklaşımı
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2021) Cengiz, Aybüke; Tedik Başaran, Semiha; Karabulut Kurt, Güneş; Özbek, Berna; Yanıkömeroğlu, Halim
    A High Altitude Platform Station (HAPS) is a new and promising technology with different uses like wireless communication services, traffic monitoring, navigation applications and Internet of Things (IoT) applications. Since it is positioned much higher than ground-level users, line-of-sight (LOS) is more common in HAPS systems. Especially in HAPS systems that include multiple antennas, the effect of correlation between antennas is an important factor limiting the performance. The effect of correlation is strongly influenced by the spacing between the antenna elements and environmental factors. This effect can be reduced by the effect of rich scattering environment in terrestrial Multi-Input/Multi-Output (MIMO) systems, yet this observation is not applicable to HAPS systems. In this study, a tight bound expression for the correlation matrix which does not have an expression in closed form and has a significant place in the performance of HAPS systems has been obtained. Comprehensive numerical values have been obtained under different system parameters to demonstrate the convergence performance of the approximate expression to the real value, and the results have been compared. © 2021 IEEE.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 2
    Citation - Scopus: 2
    Gezgin Rölelerin Dfbçe Tabanlı Hücresel Ağ Performansına Etkisi
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2014) Baştürk, İlhan; Özbek, Berna
    OFDMA-based mobile relay enhanced cellular networks which have lower infrastructure cost and larger coverage areas are important technologies for the next generation communication systems since they allow to communicate at higher data rates. However, it is required to develop efficient radio resource management algorithms in order to reveal these advantages. Thus, in this study, relay selection and resource allocation algorithms are proposed for the mobile relay enhanced cellular networks. It is revealed that the number of satisfied users and the data rate of the cell-edge users that are far from the base station and have lower channel gains are increased by using mobile relays with the proposed algorithms.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 2
    Citation - Scopus: 3
    Heterojen ağlarda iyileştirilmiş veri katarı seçimi ile girişim hizalama
    (IEEE, 2015) Le Ruyet, Didier; Aycan, Esra; Özbek, Berna
    In this article, interference that occurs in heterogeneous networks is studied and a new stream selection approach with an interference alignment solution is presented. In the proposed algorithm, stream selection starts with the streams that belongs to the pico cell users and continues to select the strongest streams that increase the total sum rate. The power of each stream with the precoding and the postcoding vectors are calculated by performing singular value decomposition (SVD). Virtual channels that belong to the selected stream are calculated by using precoding and postcoding vectors. After the selection procedure, the interferences between the selected stream and the remaining streams are mitigated by orthogonally projecting the channel matrices of the remaining streams to the virtual channels of the selected stream.