Arkadaşlar uzun bir ara verdim ancak tekrar sizlerleyim. Bu arada ben mezun oldum, işsiz oldum biraz da stres oldum, dolayısıyla blogla pek ilgilenemedim ancak şu an gaza gelmiş bir biçimde tekrar yazıyorum. Blogda her ne kadar konuları sırayla vermek istesemde bazen bu mümkün olmayacak gibi gözüküyor ancak istediğiniz konuya içerik zenginleştikçe arşivi inceleyerek ulaşabileceğinizi düşünüyorum. Herneyse kaldığımız yerden devam edelim.
Haberleşme teorisine geçmeden önce sinyal, sistem ve haberleşme sistemi ne anlama gelir bunları inceleyelim. Öncelikle sinyale bir tanım uyduralım. Bilgi içeren herşey sinyaldir sevgili arkadaşlar. Örneğin odanızda oturuyorsunuz ve burnunuza soğan kokusu geldi. İşte bu koku bir sinyaldir ve taşıdığı bilgi ise mutfakta ya da yakınlarda bir yerde soğan olduğudur. Yada babanız annenize sofrayı hazırlaması için direktif verir işte bu ses dalgaları da sinyaldir ve içerdiği bilgi babanın e karnının acıktığıdır. Ya da araba kullanıyorsunuz ve sağa döneceksinizdir. Ön ve arkada sağ taraftaki lambalar yanıp söner. Bu da bir sinyaldir :)) ve içerdiği bilgi ise bu aracın birazdan sağa döneceğidir. Anlaşılacağı üzere bir sinyalin en önemli özelliği bilgi taşımasıdır. Birkaç örnek daha;
-Bir hastanın kalp atış diyagramı ya da kan basıncı doktora bilgi sağlayan sinyallerdir
-Radyodan veya internetten yahut tv den dinlediğimiz ya da izlediğimiz hava durumu verileri bizler için dışarımı çıksak ya da evde mi kalsak diye karar verdirttiren bilgi taşırlar, bunlar da sinyaldir yani.
Bir de sinyaller tek değişken içerikli bir bilgi taşıyorsa yani taşıdığı bilgi tek bir değişkene bağlıysa (örneğin sadece cm) o zaman bu sinyal tek boyutludur. Örneğin bir ses sinyali tek boyutludur çünkü genliği,söylenilen kelime ve söyleyen kişiye bağlı olarak zaman değişkeninin değişimine bağlı olarak değişir. Ama sinyal iki veya daha fazla değişkene bağlı ise o zaman sinyalimiz multi-dimensional dir yani çok boyutludur. Buna örnek olarakta resimleri gösterebiliriz.
Sinyalin ne olduğunu anladıktan sonra bir de sistemin ne olduğunu anlayalım. Şimdi sistem dediğimiz kavram bir kere bilgi taşıyor dediğimiz sinyalleri alıp işleyip ileten ya da alıp direkt ileten bir olgudur. Mesela örnek verelim. Bir haberleşme sisteminde bir verici vardır, kanal vardır, birde alıcı vardır. Bu bir sistemdir. Bir uçak iniş sisteminde sisteme giren sinyal inilmek istenilen pistin bilgisini taşır, uçak burda sistemdir ve bu bilgiyi alıp işler ve çıkış sinyali ise uçağın o pistin tam ortasına çekilen çizgiyi ortalayıp ortalamadığının doğruluğudur. Örneğin bir ses tanımlama sisteminde giriş sinyali kişinin sesidir. Sistem bilgisayardır, çıkış sinyali ise o kişinin kimliğidir. Şunu da şiddetle eklemek istiyorum sistemler zamanla değişirler. Örneğin adaptive dediğimiz yani uyum gösteren sistemler vardır. Bunlar sürekli döneklik yaparlar ve nabza göre şerbet verirler. Örneğin hamile bir bayanın karnındaki bebeğin kalp atışlarını resmetmek istiyoruz. (EKG olsa gerek) . Neyse, bu durumda göğüse takılan objeleri (adlarını bilmiyorum) bebeğe takamayacağımıza göre anneye takmak zorundayız. Dolayısıyla çıkış sinyalimiz anne+bebek+gürültü (pirizden gelen,kablodaki elektronlar titreşince termal gürültü oluşuyor,ilerde bahsedeceğiz) olacak. Bizim istediğimiz çıkış sadece bebekti ancak. Bu durumda sistem adaptive olur ve dolayısıyla zamanla uyum göstere göstere gürültüyü tanır, anneyi tanır ve çıkış sinyalinden bunları çıkarır ve sadece bebeğin sinyalleri elde edilir. Sadece sistemin zamanla değişebileceğini anlamanız açısından kabaca bahsettim umarım anlatabilmişimdir.
Şimdi bu haberleşme sistemi temeli yukarıda ki şekilde olduğu gibidir. Bir verici vardır uzayda herhangi bir yerde konumlanmış, daha sonra ise fiziksel bir ortam vardır ki buna kanal diyoruz. Bu kanal ilettiğimiz mesajın taşındığı ortamdır. Ondan sonra ise bu mesajı bekleyen birileri olmalıdır. Bu birimede alıcı diyoruz, bu da vericiden farklı bir yerde konumlanmıştır. Dikkat ederseniz alıcıdan sonra "mesaj sinyalini kestirimi yazdık". Neden mesaj sinyali yazmadık ta kestirimi yazdık? Çünkü arkadaşlar kanala verdiğimiz sinyal bir takım etkilere maruz kalıp tahrip oluyor. Yani orjinalinden bazen tamamen sapıyor bazen biraz sapıyor. Bu durumda aldığımız sinyale mesaj sinyali diyemeyiz. Bir nesnenin benzerine o nesne diyebilirmiyiz, hayır. İşte alıcıda kanaldan gelen sinyali inceliyor ve belli bir algoritmaya dayanarak bunun orjinali olsa olsa şöledir diyor ve son kararını veriyor. Şimdi arkadaşlar neden böle bir durum oluyor onu anlatalım. Mesaj sinyalinde ki tahribat rastgeledir. İlerde rastsal dediğimiz süreçlere de deyineceğiz. Bu süreçleri Olasılık bilim dalıyla inceliyoruz. Orjinal mesaj sinyalini ya da kanala verilen asıl sinyali tahrip eden gürültü rastgele olduğu için, bu gürültüden kurtulmak için bu gürültünün olasılık dağılım fonksiyonunu bilmemiz gerekir ki tahrip edilmiş sinyalden gürültüyü arındıralım. Yani olası bir durumu incelediğimiz için alıcı çıkışına mesaj sinyali değilde mesaj sinyalinin kestirimi dedik.
Burada mesaj sinyali bir ses sinyali olabilir ya da bir televizyon sinyali olabilir. Vericiye gelen bu sinyal kanala göre uygun bir forma çevrilir ve kanala verilir. Kanal hava, fiberoptik, koaksiyel kablo, uydu kanalı ya da gezgin haberleşme kanalı olabilir. Herbirin kanalın kendine özgü karakteristikleri vardır. Kanaldan çıkan yukarıda "alınan sinyal diye ifade ettiğimiz" sinyal kanalın olumsuz etkisinden ya da diğer kaynakların sebep olduğu girişimden dolayı bozulmuş olabilir. (Bu girişim olayı kafanızı karıştırcak biliyorum ilerde ayrıntılandırıcaz ancak şöyle düşünün. Bir italyan bakkal üst kattaki evinde bulunan oğluna Antonio diye sesleniyor. Tam o seslendiği sırada bakkalın yanındaki kasap karısına Francesca diye bağırıyor. Bu iki seside duyan Antonio duyduğu sesi Frantonio diye düşünüyor. Kendisine seslenilmediği kararnı veriyor. :))) Böylece babasının ses sinyalleri çöpe gidiyor. ) Devam edelim. İşte bu noktada alıcı bu tahrip olmuş sinyalden bir takım işlemlerle orjinaline en yakın kesitirimi yapıyor.
Bir sonraki yazımda haberleşme sistemlerinin mimarisinde rol oynayan iki kavram üzerinde duracağız; analog versus digital! Görüşmek üzere...
Kaynak: Signals and Systems, 2nd edition. Simon Haykin, Barry Van Veen
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder