Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Haberleşme Laboratuvarı, kablosuz haberleşme sistemlerinin temellerini hem teorik hem de uygulamalı olarak pekiştirmeyi amaçlayan, modern ölçüm ve prototipleme altyapısına sahip bir çalışma ortamıdır.

Laboratuvarımız; analog ve sayısal haberleşme, RF sistemleri, modülasyon teknikleri, spektrum analizi, kanal etkileri, anten ve alıcı-verici mimarileri gibi konularda öğrencilerin deneysel becerilerini geliştirmesine olanak sağlamaktadır.

Bu laboratuvarda öğrenciler, derslerde öğrenilen kavramları gerçek donanım üzerinde test ederek; sinyal üretme ve alma, gürültü ve girişim analizi, filtreleme, örnekleme, senkronizasyon, spektrum gözlemi ve haberleşme protokollerinin temel prensipleri gibi yetkinlikler kazanmaktadır.

Aynı zamanda bitirme projeleri ve araştırma çalışmaları kapsamında, SDR tabanlı sistem geliştirme, düşük maliyetli alıcı tasarımları ve prototipleme gibi alanlarda uygulamalı çalışmalar yürütülebilmektedir.

Laboratuvar altyapısı, hem başlangıç seviyesinde eğitim deneyleri hem de ileri seviye araştırma ve proje geliştirme ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.

Böylece öğrenciler, güncel haberleşme teknolojilerine yakın bir ekosistemde çalışarak mezuniyet sonrası endüstri ve akademi süreçlerine daha hazır hale gelmektedir.

Bu laboratuvarımızda müfredatımızdaki şu derslere yönelik uygulama eğitimleri verilmektedir:
• Haberleşme Sistemlerine Giriş
• Sayısal Haberleşme

USRP B210

USRP B210, geniş bantlı ve çift kanallı yapısı sayesinde ileri seviye SDR uygulamalarında kullanılan güçlü bir haberleşme platformudur. Laboratuvarımızda USRP B210 ile:

• Gerçek zamanlı alıcı-verici (Tx/Rx) prototipleme,
• Dijital modülasyon/demodülasyon uygulamaları,
• Çoklu anten (MIMO) temelli temel deneyler,
• Spektrum gözlemi ve kanal etkilerinin analizi gibi çalışmalar yapılabilmektedir. USRP B210, öğrencilerin “radyo”yu yazılımla şekillendirmesini sağlayarak modern kablosuz sistemlerin çalışma mantığını somut biçimde deneyimlemesine imkân tanınmaktadır.

RTL-SDR

RTL-SDR, düşük maliyetli bir SDR alıcı çözümü olarak özellikle spektrum izleme ve temel RF deneyleri için oldukça verimlidir.

Laboratuvarımızda RTL-SDR ile:
• FM/AM gibi temel yayınların izlenmesi,
• Spektrum tarama, girişim ve parazit gözlemi,
• Sinyal tespiti ve temel filtreleme uygulamaları,
• Alıcı zinciri ve örnekleme kavramlarının anlaşılması gibi eğitim amaçlı deneyler yapılmaktadır. Bu cihaz, öğrencilerin RF dünyasına hızlı bir giriş yapmasını sağlanmaktadır.

ADALM2000

ADALM2000, taşınabilir bir ölçüm ve eğitim platformu olarak osiloskop, fonksiyon jeneratörü, voltmetre ve temel analiz araçlarını bir arada sunmaktadır.

Haberleşme laboratuvarında ADALM2000 ile:
• Analog haberleşme devrelerinin gözlemlenmesi,
• Filtreleme, yükselteç ve temel sinyal işleme deneyleri,
• Zaman ve frekans düzlemi ölçümleri,
• Devre prototipleme ve hızlı test süreçleri gerçekleştirilebilmektedir. Özellikle laboratuvar derslerinde hızlı kurulum ve ölçüm kolaylığı sağlamasıyla öne çıkmaktadır.

Analog Devices Discovery Studio

Analog Discovery Studio, haberleşme laboratuvarında analog ve sayısal deneylerin kurulumu, ölçümü ve hızlı doğrulanması için çok işlevli bir ölçüm platformudur.

Haberleşme uygulamalarında:
• AM/FM gibi analog modülasyon temelli devre deneylerinin kurulması ve zaman/frekans alanında ölçümü,
• Filtreler, yükselteçler ve karıştırma (mixer) benzeri devre bloklarının bant genişliği, kazanç, faz davranışlarının incelenmesi,
• Üretilen sinyallerin spektral içeriğinin ve harmoniklerinin gözlemlenmesi, gürültü/parazit etkilerinin deneysel gösterimi,
• Sayısal işaretlerin (ör. seri veri, clock, tetikleme) lojik analiz ile doğrulanması ve temel protokol gözlemi yapılabilmektedir. Böylece Analog Discovery Studio, SDR/FPGA çalışmalarıyla paralel şekilde “ölçüm kültürü” kazandırmakta ve haberleşme zincirindeki analog/dijital blokların hızlı testini mümkün kılmaktadır.

Anadigm Designer 2

Anadigm Designer 2, FPAA tabanlı yeniden yapılandırılabilir analog devrelerin tasarımına olanak sağlayarak haberleşme sistemlerinin analog ön-uç ve ara katman (IF/baseband) konseptlerini deneysel olarak öğretmektedir.

Haberleşme laboratuvarında:
• Alıcı zincirlerinde kritik olan analog filtreleme (alçak geçiren/bant geçiren), kazanç ayarlama, şekillendirme gibi işlemlerin hızlı prototiplenmesi,
• Kanal şartlarına göre değişebilen bant genişliği/gain gereksinimlerine “yeniden yapılandırılabilir” analog çözümler geliştirme,
• Gürültü, doygunluk, bant genişliği gibi analog sınırlamaların haberleşme performansına etkisini uygulamalı gösterme,
• Analog blok tasarımının, SDR/FPGA tabanlı sayısal zincirle nasıl bütünleştiğini sistem perspektifiyle inceleme mümkündür. Bu yazılım, öğrencilerin “haberleşmede analog ön-uç neden önemlidir?” sorusunu somut deneylerle yanıtlamasına yardımcı olmaktadır.

Digilent Zybo Z7: Zynq-7000

Zybo Z7, Zynq-7000 SoC mimarisiyle ARM işlemci ve FPGA’yı aynı yapıda sunarak haberleşme sistemlerinde gerçek zamanlı sinyal işleme ve donanım hızlandırma çalışmaları için güçlü bir altyapı sağlamaktadır.

Haberleşme laboratuvarında Zybo Z7 ile:
• Sayısal modülasyon/demodülasyon (BPSK/QPSK/QAM) bloklarının FPGA üzerinde gerçek zamanlı gerçekleştirilmesi,
• Kanal kodlama/çözme, paketleme, CRC ve çerçeveleme gibi temel baseband işlemlerinin donanımsal hızlandırılması,
• Senkronizasyon (zamanlama/taşıyıcı frekans ofseti telafisi) ve eşitleme (equalization) gibi performans-kritik algoritmaların düşük gecikmeyle çalıştırılması,
• ARM tarafında kontrol yazılımı, FPGA tarafında yüksek hızlı işleme olacak şekilde HW/SW co-design yaklaşımıyla uçtan uca haberleşme zinciri prototipleme yapılabilmektedir. Bu sayede öğrenciler, teoride öğrenilen alıcı–verici mimarisini “çekirdek bloklar” halinde tasarlayıp gerçek zamanlı koşullarda test edebilmektedir.  

Digilent Basys 3: Artix-7

Basys 3, Artix-7 FPGA yapısı ile haberleşme sistemlerinde kullanılan dijital blokların tasarımını öğretmek ve doğrulamak için eğitim odaklı bir platformdur.

Haberleşme laboratuvarında Basys 3 ile:
• Sembol üretimi, bit/simge haritalama, paketleme ve çerçeveleme gibi baseband mantık blokları,
• UART/SPI/I²C gibi iletişim arayüzleri ve daha genel anlamda protokol mantığı (FSM tabanlı) tasarımlar,
• Zamanlama, örnekleme, sayıcılar, FIFO gibi haberleşme zincirinin “altyapı” bileşenleri,
• Basit FEC/CRC gibi hata denetim mekanizmalarının FPGA üzerinde uygulanması ve test edilmesi gerçekleştirilebilirmektedir. Basys 3, öğrencilere haberleşmenin “sinyal işleme + protokol mantığı” tarafını donanım seviyesinde kavratmak için idealdir.