Prof. Dr. Erdal Arıkan ile 5G Teknolojisine Yönelik Çalışmaları Üzerine Bir Söyleşi

Haberleşme sistemleri alanında uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmaları sebebiyle TÜBİTAK 2019 yılı Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. Erdal Arıkan ile 5G teknolojisi ve “kutupsal kodlama” ile ilgili bir söyleşi gerçekleştirdik.

TÜBİTAK Bilim Genç: 2019 yılında haberleşme sistemleri çalışmalarınızdan dolayı TÜBİTAK Bilim Ödülü’ne layık görüldünüz. Sizi tanıyabilir miyiz?

Prof. Dr. Erdal Arıkan: 1958 yılında Ankara’da doğdum. İlkokulu Manisa’da, ortaokul ve liseyi İzmir’de okudum. Üniversite öğrenimimi ABD’de tamamladım. 1987 yılından bu yana Bilkent Üniversitesi’nde Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü’nde çalışıyorum.

TÜBİTAK Bilim Genç: Çalışma alanlarınızdan bahseder misiniz?

Prof. Dr. Erdal Arıkan: Çalışmalarımı haberleşme mühendisliği alanında sürdürüyorum. Haberleşme sırasında “gürültü” nedeniyle oluşan hataların düzeltilmesi konusunda algoritmalar geliştiriyorum. Bu algoritmalara genel olarak hata düzeltici kodlama algoritmaları adı veriliyor. Güncel çalışma alanım tamamen kutupsal kodlama ve 5G gibi yeni nesil haberleşme sistemlerinin uygulamalarından oluşuyor. 

TÜBİTAK Bilim Genç: 5G teknolojisi nedir ve neden önemlidir?

Prof. Dr. Erdal Arıkan: Cep telefonu olarak bildiğimiz kablosuz haberleşme sistemleri belirli uluslararası standartlara göre çalışır. 5G teknolojisi bu türden en yeni nesil standarttır. 5G teknolojisi şu an kullandığımız 4G standardına göre daha hızlı veri aktarımı ve görüntülü haberleşme sağlayacak. Bu yüksek hız sayesinde sanal ve artırılmış gerçeklik uygulamaları haberleşme sistemlerinde daha yaygın olarak kullanılacak. 5G; makineler arası haberleşme, nesnelerin interneti, endüstriyel otomasyon, büyük veri ve yapay zekâ gibi son zamanlarda isimlerini sıkça duyduğumuz teknolojilerin haberleşme altyapısı olma iddiasını taşıyor. Kısacası 5G, siber-fiziksel sistemler adı verilen yeni nesil mühendislik sistemleri için gerekli olan internet altyapısı ihtiyacını karşılayacak.

TÜBİTAK Bilim Genç: Kutupsal kodlama keşfinizden bahseder misiniz?

Prof. Dr. Erdal Arıkan: Cep telefonu gibi haberleşme sistemlerinde ses, veri, görüntü gibi iletiler elektromanyetik dalgalar hâlinde havadan gönderilir. Havadaki diğer etkiler gönderilen sinyalin bozulmasına neden olabilir. Bu olay “gürültü” olarak adlandırılır. Haberleşme mühendisliğinde, sinyali gürültüden arındırarak hatasız olarak iletmenin çeşitli yöntemleri vardır. Bunlara genel olarak hata düzeltici kodlama yöntemleri adı verilir. Kutupsal kodlama da böyle bir yöntemdir. Hata düzeltici kodlamaya günlük yaşamdan şöyle bir örnek verilebilir: Önemli bir sözcüğü karşı tarafa aktarırken sözcüğün harflerini şehir isimleri ile kodlayarak iletirseniz hata olasılığını en aza indirmiş olursunuz. Çoğu haberleşme sisteminde iletiler bu tür yöntemlerle kodlanarak gürültüye karşı korunur. Kutupsal kodlama 5G standardında kullanılan iki ana hata düzeltici kodlama yönteminden biridir. Kutupsal kodlamanın ayırıcı özelliği Shannon kapasite sınırı adı verilen kuramsal sınırlara ulaşabilmesidir. Shannon sınırı, bir iletinin gürültülü bir kanaldan en fazla hangi hızda iletilebileceğini belirleyen, haberleşme mühendisliğinin temel yasalarından biridir. Shannon sınırının üzerinde hızla veri aktarmaya çalışırsanız hata yapmanız kaçınılmaz olur. Shannon sınırının altında kalmaya razı olursanız hata düzeltici yöntemlerle veriyi gürültüye karşı korumanız mümkün hâle gelir. Kutupsal kodlama Shannon sınırının altında her hızda güvenli haberleşme sağlayan bir yöntemdir.

TÜBİTAK Bilim Genç: Son olarak gençlere tavsiyeleriniz nelerdir?

Prof. Dr. Erdal Arıkan: Gençlere ilgi duydukları alanda ilerlemelerini tavsiye ederim. Einstein şöyle diyor: “Herhangi bir özel yeteneğim yok fakat tutkulu derecede meraklıyım”. İşin özeti bu.