Ankara çıkışlı 5G devrimi: Prof. Erdal Arıkan’ın Polar Kodları

2018’de teknoloji dünyası sahnede bir Türk profesörü ayakta alkışladı; 5G’nin temelini atan formül ona aitti. 2008’de yayımlanan çalışma, nerede tartışılırsa tartışılsın, iletişimde devrimin nasıl mümkün olduğunu ve neden bugün Ankara’dan dünyaya yayılan bir zekânın konuşulduğunu gösteriyordu.

5G NEDİR, ANKARA İÇİN NEDEN STRATEJİKTİR?

Beşinci nesil mobil iletişim, 4G’ye kıyasla yaklaşık 100 kat daha hızlı veri aktarımı, milisaniye seviyesinde gecikme ve yoğun bağlantı kapasitesi sunar; Ankara’nın akıllı ulaşım, e-devlet ve savunma sanayii projeleri için kritik bir altyapıdır.

POLAR KODLARIN BİLİMSEL KÖKENİ

Prof. Dr. Erdal Arıkan, 2008’de yayımladığı makaleyle Polar Kodlar adını verdiği kodlama tekniğini tanımladı; bilgi teorisi ve kanal kapasitesi kavramlarını birleştirerek hataya dayanıklı, kapasiteye yaklaşan ilk pratik kod ailesini ortaya koydu.

GÜRÜLTÜ PROBLEMİ VE KABLOSUZ İLETİŞİMDE ÇÖZÜM

Kablosuz iletimde parazit ve çok yollu yayılım sinyali bozar; Polar Kodlama, iyi ve kötü alt kanalları “kutuplaştırarak” veriyi en verimli yollar üzerinden iletip, hataları ileri düzey hata düzeltme ile minimize eder.

HIZLI VE DÜŞÜK GECİKMELİ BAĞLANTI NASIL SAĞLANIYOR?

5G çekirdek ağında OFDM, devre dışı bırakılabilir alt taşıyıcılar ve kenar bulut (edge) mimarisi kullanılır; Polar Kodlar, kontrol kanallarında güvenilirliği artırarak bağlantı kurulumu ve veri planlamasında gecikmeyi düşürür.

MİLYARLARCA CİHAZ İÇİN YOĞUN BAĞLANTI

IoT sensörleri, otonom araçlar ve endüstri 4.0 cihazları, Ankara’da akıllı kavşaklardan sağlık IoT’sine kadar pek çok senaryoda aynı anda bağlanır; Polar Kodlar sayesinde düşük güçte dahi yüksek doğruluk elde edilir.

HUAWEI’NİN SAHNEDEKİ TEŞEKKÜRÜ NEYİ İFADE EDİYOR?

2018’de Huawei’nin verdiği ödül ve “5G’nin babası” ifadesi, standardizasyon sürecinde (3GPP) kontrol kanallarında Polar Kodların tercih edilmesiyle somutlaşan bilimsel etkinin küresel kabulünü simgeledi.

ANKARA’DAN DÜNYAYA UZANAN BİR BİLİM HİKÂYESİ

ODTÜ ve Ankara ekosistemi, bilgi teorisi araştırmalarına zemin hazırladı; buradan çıkan fikir, Pekin’den New York’a dünya çapında şebekelerde, telefonların modem yongalarında ve baz istasyonu yazılımlarında hayat buldu.

4G’DEN 5G’YE GEÇİŞTE KİLİT FARKLAR

4G’de saniyede onlarca megabit tipik hızlar, 5G’de gigabit seviyelerini aşar; gecikme 30-50 ms’ten 1-10 ms aralığına iner; ağ dilimleme (network slicing) ile Ankara’daki kamu güvenliği ve kritik altyapılar için ayrı, güvenli dilimler oluşturulur.

HATA DÜZELTMEDE POLAR KODLAR NEDEN ÖNE ÇIKIYOR?

SC (successive cancellation) ve CRC destekli SC-list çözücüleri, düşük karmaşıklıkta yüksek performans sağlar; bu da baz istasyonlarında enerji verimliliği ve terminal cihazlarında pil ömrü kazancı demektir.

5G STANDARTLARINDA POLAR KODLARIN YERİ

3GPP Release 15 itibarıyla özellikle PDCCH gibi kontrol kanallarında Polar Kodlar benimsendi; veri kanallarında LDPC kullanılırken, kontrol tarafında Polar’ın sağlamlığı bağlantı sürekliliğini güvenceye alır.

ANKARA’DA 5G’NİN KENT YAŞAMINA ETKİSİ

Büyükşehir’in akıllı ulaşım projelerinde gerçek zamanlı trafik optimizasyonu, sürücüsüz servis denemeleri ve uzaktan sağlık izleme gibi uygulamalar, düşük gecikme ve yüksek güvenilirlik sayesinde ölçeklenebilir hale gelir.

SAVUNMA VE GÜVENLİKTE KRİTİK UYGULAMALAR

Ankara merkezli savunma sanayii, drone sürüleri, taktik haberleşme, siber güvenlik ve spektrum paylaşımı gibi alanlarda 5G’nin URLLC (ultra güvenilir, düşük gecikme) profilinden yararlanır; Polar Kodlar bağlantı kararlılığını artırır.

SANAYİ VE LOJİSTİKTE VERİMLİLİK ARTIŞI

Organize sanayi bölgelerinde 5G özel ağları (private 5G) ile otonom robotlar, artırılmış gerçeklik bakımı ve dijital ikiz çözümleri devreye alınır; hatalı paketlerin azalması üretim duruşlarını azaltır.

EĞİTİM VE AR-GE’DE YENİ FIRSATLAR

Ankara’daki üniversiteler ve teknokentler, 5G test yataklarında mmWave, beamforming, MIMO ve bulut-yerleşik RAN (C-RAN) gibi teknolojileri sınayarak, yeni nesil iletişim protokollerinin ticarileşmesine katkı sağlar.

KULLANICI DENEYİMİNDE GÖRÜNÜR FARK

4K/8K yayın, bulut oyun, VR/AR deneyimleri, kalabalık etkinliklerde kesintisiz bağlantı ve e-Devlet hizmetlerine anlık erişim gibi senaryolar, Ankara’nın fiberle desteklenen 5G altyapısıyla günlük rutine dönüşür.

TEKNOLOJİNİN DİLİ VE ZEKÂNIN EVRENSELLİĞİ

Teknoloji dilleri değişse de bilgi teorisi doğası gereği evrenseldir; Arıkan’ın teorik çerçevesi, donanım üreticileri ve operatörler için ortak bir matematik platformu sunarak küresel uyumu kolaylaştırdı.

GELECEK: 5.5G VE 6G’YE GİDEN YOL

Polarla güçlenen kontrol katmanı, 5.5G’de RedCap, NTN (uydu-yer entegrasyonu) ve 6G’de yapay zekâ destekli kodlama-çözme algoritmaları için bir sıçrama tahtasıdır; Ankara bu geçişte test ve standardizasyon düğümü olabilir.

PROF. ERDAL ARIKAN KİMDİR?

Ankara doğumlu Prof. Dr. Erdal Arıkan, ODTÜ Elektrik-Elektronik Mühendisliği’nden mezun olduktan sonra ABD’de lisansüstü çalışmalar yaptı; bilgi teorisi alanındaki araştırmalarıyla tanındı. 2008’de yayımladığı Polar Kodlar çalışması, 5G’nin kontrol kanallarında standart haline gelerek küresel iletişimde çığır açtı. Akademide yetiştirdiği öğrenciler ve patentleriyle yalnızca Türkiye’de değil, dünya genelinde telekom ekosistemine yön veren isimler arasında yer alır. Huawei’den aldığı “5G’nin babası” onurlandırması, bilimsel etkisinin sanayiye dönüşümünü simgeledi; Arıkan hâlen Ankara merkezli ekosisteme bilgi teorisi ve haberleşme kodlaması konularında rehberlik ediyor.

PROF. DR. ERDAL ARIKAN ÇİN'DE AYAKTA ALKIŞLANDI

2018’de Huawei’nin sahnesinde bir Türk bilim insanı ayakta alkışlandı. “Sen olmasaydın bu başarı mümkün olmazdı” anlamına gelen o takdir, tesadüf değildi; çünkü 5G’nin temelindeki matematiksel çerçeve ona aitti. Peki 5G nedir? Mobil iletişimin beşinci kuşağı; 4G’ye göre yaklaşık 100 kat daha hızlı, gecikmesi çok düşük ve aynı anda milyarlarca cihazı bağlayabilen bir altyapı. Prof. Dr. Erdal Arıkan, 2008’de yayımladığı çalışmasında Polar Kodlar olarak bilinen devrimci bir kodlama yaklaşımını ortaya koydu. Ondan önce kablosuz iletişimde temel sorun şuydu: Mobil cihazların radyo sinyalleri, çevresel gürültü ve parazit nedeniyle bozuluyordu. Hızla giden bir aracın camından dışarı bakarken hoparlörden gelen müziği seçmeye çalışmaya benzer; hız arttıkça gürültü yükselir, melodi dağılır. Polar kodlama işte o bozulmuş melodiyi berraklaştıran; veriyi en hızlı ve en az hatayla taşıyan yöntem olarak oyunun kurallarını değiştirdi. Bugün 5G ağlarında saniyede terabaytlarca veri paylaşılabiliyorsa, bunun arkasında yıllar önce atılan bu teorik temel var. Huawei’nin Arıkan’ı “5G’nin babası” diye onurlandırması, dünyanın gerçeği teslim edişiydi. Teknolojinin dili İngilizce olabilir; zekânın ise coğrafyası yoktur. Ankara’da filizlenen bir fikir, Pekin’den New York’a uzanarak her telefona, her şebekeye, her bağlantıya değdi. Kısaca, 5G kullanan herkes bir şekilde Arıkan’ın denkleminin izinden geçiyor.