A token based control channel protocol for cognitive radio networks
Kavramsal radyo ağları için jeton tabanlı kontrol kanalı protokolü
- Tez No: 251943
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FEZA BUZLUCA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Kavramsal radyolar, çoklu kanallarla çalışabilme yeteneğine sahip telsiz cihazlardır. Tek bir kanalda (frekans bandı) çalışmak yerine, frekans spektrumunun bir bölümünü kullanabilirler. Çoklu kanal kullanan sistemlere duyulan ihtiyaç frekans spektrumunun sürekli statik atama yapılmasından dolayı dolmasıyla ortaya çıktı. Belli spektrumlar lisanslı kullanıcılara ait olduğu için diğer kullanıcılar bu frekanslardan faydalanamazlar. Bunun yanı sıra pek çok lisansı alınmış frekans bulunmasına rağmen hepsinde etkin kullanım yapılmamaktadır. Özellikle televizyon yayınlarına ayrılan frekans bantların doluluk oranları düşük düzeydedir.Daha önce de şu an kullanılan tek frekanslı sistemleri çoklu frekansa uyarlama çalışmaları olmuştur. Bu çalışmalarda kullanılan frekanslar yine belli aralıklarda kalabilmektedir. Kavramsal radyo ise tamamen çoklu kanallarda çalışmak için geliştirilmiş; hem donanımsal hem de yazılımsal destek sağlayan bir sistemdir. Lisanslı kanalları dinleyerek frekanslardaki boş alanları bulur ve iletişim için bu boşluklardan faydalanır. Bu sayede aynı sayıda frekans bandıyla daha fazla kullanıcıya hizmet edilir.Kavramsal radyoları geliştirmede yeni teknik problemler ortaya çıkmıştır. Öncelikli olarak kavramsal radyo kullanan kullanıcı (ikincil kullanıcı) tüm frekans bantlarını tarayarak birincil (lisanslı) kullanıcıların boş bıraktığı alanları bulmalıdır; bu işleme spektrum sezme denilmektedir. Eğer spektrum genişse bu tarama işlemi uzun sürebilir. Bu boşlukları bulduktan sonra spektrum yönetimi başlar. Bulunan boşluklardan kullanıcının ihtiyaçlarına en uygun olanı seçilmelidir. Bu işlemlerden sonra spektrum paylaşım işlemi yapılması gerekir. Spektrum paylaşımı, şu anki sistemlerdeki MAC protokollerinin görevini yerine getirmektedir. Paylaşım kavramsal radyo sistemlerinde tasarlanması zor bir iletişim yöntemidir. İkincil kullanıcılar belli bir anda farklı farklı frekans bantlarında bulunabileceğinden, her kullanıcının bildiği atanmış bir kanalın belirlenmesi gerekir. Bu atanmış kanala kontrol kanalı adı verilir. Kontrol kanalı tüm kullanıcılara hizmet verdiği ve tüm kontrol verisini taşıdığı için tıkanmaması ve hızlı olması gerekmektedir.Bu çalışmada kontrol kanalı için jeton tabanlı bir protokol geliştirilmiştir. Bu protokol sayesinde kanalın hızı artırılmadan performansının artırılması hedeflenmiştir. Protokolü denemek için bir ayrık olay simulatörü tasarlanmıştır ve sonuçlar çakışmalı bir protokolün sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Simulasyon sonuçları jetonlu sistemin kanal kullanım oranını artırdığını ve kontrol kanalından alınan cevap süresini kısalttığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Cognitive radios are devices with multi-channel operation capabilities. They can work on a part of the spectrum instead of just one channel (frequency band). The necessity for a multi-channel system occurred since the wireless spectrum is clogging because of the static frequency assignments made so far. There are researches that study on adapting current radio systems to work with multiple channels. However, cognitive radios support multi-channel operations both with hardware and software innovations. They have the capability to change their transmission channels without disturbing the user during communication.The wireless frequency spectrum is clogged but it is underutilized at the same time. Especially TV frequencies are scarcely used by license owners. The idle times of the frequencies are referred to as white spaces. The purpose of developing a cognitive radio is to utilize those white spaces and serve more users with current frequencies.There are many challenges of cognitive radios, which are very different than the problems of previous network systems. First of all, the station equipped with a cognitive radio (secondary user) should sense the spectrum to eliminate the channels with licensed user activity and to search white spaces. Then, after white spaces are found spectrum management is needed to select the best channel that meets user requirements. After that, secondary user should compete with other secondary users around it for the channel that it selected. This operation is spectrum sharing and a substitute of MAC protocols of previous networks. Spectrum sharing is a challenging protocol of cognitive radio systems since the secondary users are not always tuned to a fixed channel. There is a need to dedicate a common channel that all users will meet. This channel is common control channel and is a vital component of spectrum sharing protocols. Common control channel serves all users and all control information is carried over it. Saturation of the control channel is unavoidable since a small portion of spectrum is reserved for it.In this thesis, a token based protocol for control channel is proposed to solve saturation problem of control channel without increasing the bit rate. The protocol was evaluated with a discrete event simulator and results were compared with a carrier sensing protocol. The simulation results show that proposed protocol has better channel utilization and lower response delay.
Benzer Tezler
- Altına sermeli bilişsel radyo ağları için işbirlikli spektrum paylaşım protokolleri
Cooperative spectrum sharing protocols for underlay cognitive radio networks
SEMA SARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ÜMİT AYGÖLÜ
- Tasarsız kavramsal radyo ağları için etkin bir tümegönderim yöntemi
An efficient broadcasting scheme for cognitive radio ad hoc networks
ORÇUN ERTUĞRUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FEZA BUZLUCA
- A token based code division multiple access MAC protocol for wireless Ad Hoc networks
Kablosuz Ad Hoc ağları için jeton tabanlı kod bölüşümlü çok erişimli MAC protokol
ELNUR ISAYEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FEZA BUZLUCA
- FDDI tabanlı bir ağ sistemi için etkin bir gerçek zamanlı iletişim yapısının tasarımı
Design of an efficient real time communication structure for an fddi based network system
FEZA BUZLUCA
Doktora
Türkçe
1997
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE HARMANCI
- Çoklu jeton dolaşımı ile uçan tasarsız ağlar içerisinde bilgi alışverişi
Information sharing with multi-token circulation in flying ad hoc networks
EYÜP EMRE ÜLKÜ
Doktora
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BUKET DOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖNDER DEMİR