Performance analysis of one-layer RSMA in indoor multi-user VLC

Basit Öğe Kaydı
dc.authorid0000-0002-8994-5822
dc.contributor.advisorKaya, Onuren_US
dc.contributor.authorArlı, Zeynepen_US
dc.contributor.otherIşık Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektronik Mühendisliği Yüksek Lisans Programıen_US
dc.contributor.otherIşık University, School of Graduate Studies, Electronics Engineering M.S. Programen_US
dc.date.accessioned2025-11-13T10:20:45Z
dc.date.available2025-11-13T10:20:45Z
dc.date.issued2025-09-30
dc.departmentIşık Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektronik Mühendisliği Yüksek Lisans Programıen_US
dc.departmentIşık University, School of Graduate Studies, Electronics Engineering M.S. Programen_US
dc.descriptionText in English ; Abstract: Turkish and Englishen_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves 51-55)en_US
dc.descriptionxiii, 56 leavesen_US
dc.description.abstractGörünür Işık Haberleşmesi (VLC), özellikle yüksek kapasiteli iç mekân ağları için geleneksel radyo-frekansı (RF) teknolojilerine güçlü bir tamamlayıcı olarak öne çıkmaktadır. Ancak, iç mekânlarda kullanıcı ve aydınlatıcı yoğunluğunun artması, önemli seviyede girişim ve kaynak yönetimi sorunları ortaya çıkarmaktadır. Oran-Bölmeli Çoklu Erişim (RSMA), girişimi etkin bir şekilde yönetme ve spektral verimliliği artırma potansiyeline sahip, yeni nesil bir çoklu erişim yöntemi olarak öne çıkmasına rağmen, gerçekçi VLC senaryolarındaki performansı büyük ölçüde araştırılmamıştır. Bu tezde, gerçek donanım kısıtları altında, bir katmanlı RSMA’nın aşağı yönlü çok kullanıcılı MISO-VLC sistemlerindeki uygulanabilirliği ve performansı incelenmiştir. Fiziksel olarak doğru bir Lambertian doğrusal görüş (LOS) kanal modeli kullanılmış; LED akımı doğrusalığı ve aydınlatma gereksinimleri açıkça gözetilmiştir. Ortak önişlemci ve güç tahsisi problemi sayısal olarak optimize edilerek çözülmüş ve iki temel simülasyon çerçevesi oluşturulmuştur: (i) Farklı iletim güçleri ve kullanıcı yükleri altında RSMA ve güç-bölmeli NOMA (PD-NOMA) yöntemlerinin karşılaştırıldığı rastgele kullanıcı yerleşimi senaryosu; (ii) Kullanıcı konumlarının spektral verimlilik üzerindeki etkisinin haritalandığı mekânsal duyarlılık analizi. Kapsamlı simülasyon sonuçları, RSMA’nın tüm test edilen kullanıcı yoğunlukları ve güç seviyelerinde PD-NOMA’ya kıyasla tutarlı şekilde üstün performans gösterdiğini ortaya koymaktadır. Düşük optik güç seviyelerinde RSMA, iki kullanıcı için %50’ye, yedi kullanıcı için ise \%300’ün üzerine çıkan göreli spektral verimlilik artışları sağlamaktadır; yüksek güçte ise özellikle yoğun kullanıcı senaryolarında bu iyileşmeler devam etmektedir. Ayrıntılı analizler, optik iletim gücü, kullanıcı yoğunluğu, mekânsal dağılım ve optik donanım parametrelerinin sistem performansı üzerindeki etkilerini ortaya koymuştur. Mekânsal ısı haritası analizleri ise, gerçekçi VLC kurulumlarında kullanıcı yerleşimi ve aydınlatıcı geometrisinin önemini vurgulamaktadır. Bu bulgular, RSMA’nın gelecek nesil iç mekân VLC sistemleri için esnek ve etkin bir çoklu erişim stratejisi olduğunu ve gerçekçi kısıtlar altında önemli kazançlar sağladığını doğrulamaktadır. Gelecek çalışmalar, kanal belirsizliği, görüş dışı (NLOS) koşullar, deneysel doğrulama ve uyarlanabilir kaynak yönetimi için makine öğrenmesi entegrasyonu gibi başlıkları ele almalıdır.en_US
dc.description.abstractVisible Light Communication (VLC) has emerged as a promising complement to traditional radio-frequency (RF) wireless technologies, particularly for high-capacity indoor networks. However, the dense deployment of users and luminaries in indoor environments introduces significant interference and resource management challenges. Rate-Splitting Multiple Access (RSMA) has recently been advocated as a robust multiple access paradigm capable of managing interference and enhancing spectral efficiency, yet its potential in realistic VLC scenarios remains underexplored. This thesis investigates the applicability and performance of one-layer RSMA in downlink multi-user MISO VLC systems under practical hardware constraints. A physically accurate Lambertian line-of-sight (LOS) channel model is adopted, explicitly considering LED current linearity and illumination requirements. The joint precoder and power allocation problem is formulated and solved using numerical optimization, with two simulation frameworks: (i) a random user placement configuration benchmarking RSMA against powerdomain NOMA (PD-NOMA) under varying transmit Powers and user loads, and (ii) a spatial sensitivity analysis mapping spectral efficiency with respect to user locations. Comprehensive simulation results demonstrate that RSMA consistently outperforms PD-NOMA across all evaluated user densities and power budgets. At low optical power, RSMA yields relative spectral efficiency gains up to 50\% for two users and over 300% for seven users; at higher power, substantial improvements persist, especially for denser deployments. Detailed analyses reveal the impact of optical transmit power, user density, spatial distribution, and optical hardware parameters on system performance. Spatial heatmap analyses further highlight the significance of user placement and luminaire geometry in practical VLC deployments. The findings confirm RSMA as a flexible and effective multiple Access strategy for next-generation indoor VLC systems, with substantial gains under realistic constraints. Future work should address channel uncertainty, non-lineof-sight conditions, experimental validation, and the integration of machine learning for adaptive resource management.en_US
dc.description.tableofcontentsVISIBLE LIGHT COMMUNICATIONen_US
dc.description.tableofcontentsMULTI-USER TRANSMISSION STRATEGIES FOR VISIBLE LIGHT COMMUNICATIONen_US
dc.description.tableofcontentsSpace-Division Multiple Access (SDMA)en_US
dc.description.tableofcontentsPower-Domain Non-Orthogonal Multiple Access (PD-NOMA)en_US
dc.description.tableofcontentsIDENTIFIED RESEARCH GAPSen_US
dc.description.tableofcontentsSYSTEM MODELen_US
dc.description.tableofcontentsPHYSICAL ENVIRONMENTen_US
dc.description.tableofcontentsLAMBERTIAN LOS CHANNEL MODELen_US
dc.description.tableofcontentsDEVICE & ILLUMINATION CONSTRAINTSen_US
dc.description.tableofcontentsRSMA SIGNAL MODELen_US
dc.description.tableofcontentsBASELINE PD-NOMA SCHEMEen_US
dc.description.tableofcontentsOPTIMIZATION & SIMULATION METHODSen_US
dc.description.tableofcontentsRSMA ΟΡΤΙΜΙΖΑTION FRAMEWORKen_US
dc.description.tableofcontentsSINR and Rate Expressionsen_US
dc.description.tableofcontentsOptimization Constraintsen_US
dc.description.tableofcontentsObjective Functionen_US
dc.description.tableofcontentsFinal Problem Statementen_US
dc.description.tableofcontentsINITIALIZATION STRATEGYen_US
dc.description.tableofcontentsSIMULATION SETUPen_US
dc.description.tableofcontentsRESULTS FROM CONFIGURATION 1en_US
dc.description.tableofcontentsRESULTS FROM CONFIGURATION 2en_US
dc.description.tableofcontentsPower-Scaling Behavioren_US
dc.description.tableofcontentsUser-Load Dynamicsen_US
dc.description.tableofcontentsSpatial Heterogeneityen_US
dc.description.tableofcontentsOptical Parametersen_US
dc.identifier.citationArlı, Z. (2025). Performance analysis of one-layer RSMA in indoor multi-user VLC. İstanbul: Işık Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.en_US
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11729/6783
dc.institutionauthorArlı, Zeynepen_US
dc.institutionauthorid0000-0002-8994-5822
dc.language.isoenen_US
dc.publisherIşık Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsüen_US
dc.relation.publicationcategoryTezen_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subjectGörünür Işık Haberleşmesi (VLC)en_US
dc.subjectOran Bölmeli Çoklu Erişim (RSMA)en_US
dc.subjectÇok kullanıcılı MISOen_US
dc.subjectIşın şekillendirme optimizasyonuen_US
dc.subjectGirişim yönetimien_US
dc.subjectVisible Light Communication (VLC)en_US
dc.subjectRate-Splitting Multiple Access (RSMA)en_US
dc.subjectMulti-user MISOen_US
dc.subjectPrecoding optimizationen_US
dc.subjectInterference managementen_US
dc.subject.lccTK5105.77 .A75 2025
dc.subject.lcshVisible light communication systems.en_US
dc.subject.lcshMultiple access (Telecommunication).en_US
dc.subject.lcshInterference -- Management.en_US
dc.subject.lcshMISO systems.en_US
dc.subject.lcshResource allocation.en_US
dc.subject.lcshPrecoding systems.en_US
dc.titlePerformance analysis of one-layer RSMA in indoor multi-user VLCen_US
dc.title.alternativeİç ortam çok kullanıcılı VLC sistemlerde tek katmanlı RSMA performans analizien_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dspace.entity.typePublicationen_US

Dosyalar

Orijinal paket
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim
İsim:
Performance_analysis_of_one_layer_rsma_in_indoor_multi_user_vlc.pdf
Boyut:
3.36 MB
Biçim:
Adobe Portable Document Format
İndir
Lisans paketi
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim Yok
İsim:
license.txt
Boyut:
1.17 KB
Biçim:
Item-specific license agreed upon to submission
Açıklama:
İndir

Koleksiyon

Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Tez Koleksiyonu