FBE- Telekomünikasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Aygölü, Hasan Ümit" ile FBE- Telekomünikasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeTelsiz Ağlarda Enerji Verimlilikli Yeni İletim Protokolleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-02-22) Aydın, İbrahim ; Aygölü, Hasan Ümit ; 10140683 ; Telekomünikasyon Mühendisliği ; Telecommunications EngineeringEnerji verimliliği (EE: Energy-Efficiency) mühendisliğin her alanında önem taşıyan bir kavramdır ve bütün iletişim ağlarının planlanmasında referans alınması gereken bir parametredir. Bunun birçok nedeni vardır: Birincisi, küresel ısınmadan dolayı çevreye ilişkin farkındalık artmaktadır; ikincisi, veri trafiğindeki artışa paralel olarak enerji bedelleri de üstel olarak artmaktadır ve son olarak, yeni teknolojiye dayalı aygıtlarda pil ömrü kritik bir öneme sahiptir. EE bağlamında tez kapsamında yapılan çalışmalarda telsiz röle ağları için iki yöntem ve hücresel ağlar için de bir algoritma önerilmektedir. Tezde yer alan ilk öneri telsiz röle ağlarında enerji verimlilikli röle seçme ile ilgilidir. Geniş ölçekli telsiz röle ağlarında röle seçimi önemli bir problemdir. Çünkü röle seçimine katılma olasılığı olan röle sayısı fazla olduğunda, merkezi yöntemler için kanal gücü veya konum gibi bilgileri toplamak, dağıtılmış yöntemler için ise çoklu-erişimi verimli bir¸sekilde yönetmek uygulanabilirlik açısından birçok güçlüğü barındırmaktadır. Özellikle merkezi yöntemlerde, rölelere ilişkin anlık kanal durum bilgisini toplamak için çok sayıda kontrol paket iletimine gereksinim duyulmaktadır. EE temelinde bakıldığında fazla sayıda kontrol paketinin iletimi enerji tüketimini artırmaktadır. Ayrıca röle seçimine katılabilmesi için röleler etkin tutulduğunda, uyku moduna kıyasla çok daha fazla güç tüketilmektedir. Bu yüzden, röle seçimi için bir röle alt kümesinin tanımlanması rastlantısal dağıtılmış geniş ölçekli ağlarda EE için önemli bir tekniktir. Bu çalışmada, rölelerin rastlantısal dağıtılmış olduğu bir telsiz ağ modeli için konuma dayalı enerji verimlilikli bir röle seçme yöntemi önerilmektedir. Bu yönteme göre etkin röle alanı tanımlanmakta ve yalnızca bu alan içerisinde kalan rölelerin etkin durumda bulunup röle seçimine katıldığı, alan dışında kalan rölelerin ise uyku moduna geçtiği varsayılmaktadır. Röle yoğunluğuna ve hedefin uzaklığına bağlı olarak EE açısından optimum etkin röle alanı araştırılmaktadır. Veri iletimi, kontrol paket iletimi ve devrede harcanan güç gibi bütün güç tüketim kaynakları hesaba katılmakta ve bu sayede ayrıntılı ve gerçekçi bir güç tüketim modeli üzerinde çalışılmaktadır. Tezde yer alan ikinci öneri ise iki atlamalı iki röleli ağlarda enerji verimlilikli iletim ile ilgilidir. Çöz-ve-aktar tekniğiyle çalışan iki rölenin, kendi aralarında iletişim kurabildiği varsayılmaktadır. Bir noktadan başka bir noktaya iletimde paketin hangi hızda iletildiği EE açısından büyük bir önem taşımaktadır. Özellikle aygıtların devrelerinde harcanan ve iletim gücünden bağımsız olarak tanımlanan sabit güç tüketiminin hesaba katılması, optimum iletim hızının saptanmasını daha da önemli hale getirmektedir. Bu çalışmada kaynak-röle, röleler arası ve röle-hedef arasındaki iletim için veri hızları ayrı ayrı tanımlanmakta ve EE'yi maksimum yapan veri hızları bulunmaktadır. Önerilen yöntemde, kaynaktan gelen veri paketini rölelerden birisi hatalı olarak çözerse diğer röle, röleler arası bağlantının yardımıyla paketi hatalı çözen röleye iletmektedir. Bu yolla iki röle dağıtılmış uzay-zaman blok kodlamanın özel bir biçimi olan dağıtılmış Alamouti kodlama ile paketi hedefe iletme olanağını elde etmektedir. Dağıtılmış Alamouti kodlama ile iletildiğinde çeşitleme kazancı elde edilmiş olmakta bu da servis dışı kalma olasılığını düşürmektedir. Servis dışı kalma olasılığını düşüren yöntemlerin EE açısından kazanç sağlayacağı öngörülmektedir, çünkü bu sayede yüksek hızlarda veri iletilebilmektedir. Elde edilen benzetim sonuçları önerilen yöntemin literatürde bu ağlar için önerilmiş olan ardışık iletim (SR: Successive Relaying) yöntemiyle karşılaştırıldığında hem EE açısından hem de etkin veri hızı (throughput) açısından çok daha iyi bir başarıma sahip olduğu ortaya çıkmaktadır. Tezde son olarak ise hücresel ağlarda EE'yi artırmaya dönük bir hücre-kapatma algoritması önerilmektedir. Hücresel ağlarda toplam tüketilen enerjinin büyük bir kısmı gezgin aygıtlar (UT: User Terminal) yerine baz istasyonlarında (BS: Base Station) harcanmaktadır. Bununla birlikte, iletişim teknolojileri 5G'ye doğru gelişirken, kilometrekare başına düşen BS sayısı da artı¸s e˘gilimindedir. Bundan dolayı bazı BS'lerin trafik yoğunluğu gün içerisinde veya gece bazı zaman dilimlerinde oldukça düşük seviyelere inebilmektedir. Literatürdeki birçok çalışmada aşağı yönlü (DL: Downlink) iletim göz önünde bulundurulmakta ve düşük trafik yoğunluğuna sahip BS'ler için uyku moduna geçme veya hücreyi tamamen kapatma önerilmektedir. Ama bilebildiğimiz kadarı ile önerilen BS kapatma yöntemleri yukarı yönlü (UL: Uplink) iletimi hesaba katmamış ve gezgin aygıtların pil ömrü açısından etkisini incelememiştir. Gezgin aygıtların harcadığı enerji, toplam tüketilen enerjiyi önemli ölçüde değiştirmemesine rağmen, sabit bir güç kaynağına bağlı olmayan gezgin aygıtların pil ömrü açısından önem taşımaktadır. Bu çalışmada ise bütün ağın EE'nin yanında UT'lerin harcadığı enerjiyi de göz önünde bulunduran optimum hücre kapatma (CSO: Cell Switch Off) algoritması geliştirilmiş ve "UT-farkındalıklı CSO algoritması" adı verilmiştir.